建平
在澳大利亞西海岸的鯊魚灣,有一片廣袤的海草草甸,占地200平方公里,面積是紐約曼哈頓島的三倍。人們一直以為,它們只是一片海草而已。
但當(dāng)海洋生物學(xué)家檢測(cè)了它們的DNA后,卻驚訝地發(fā)現(xiàn),整個(gè)這一片海草的DNA竟然完全一樣——這意味著,它們并不是簡(jiǎn)單的“一片海草”,而應(yīng)該稱為“一株海草”。
它可能已生長(zhǎng)了4500年
西澳大利亞大學(xué)的海洋生物學(xué)家原本是出于保護(hù)這片海域的目的,想要了解這片草甸有幾種海草。如果未來(lái)這里出現(xiàn)海洋污染,他們便可以按原來(lái)的群落種植相應(yīng)的海草來(lái)補(bǔ)救。
當(dāng)他們潛入鯊魚灣,從10個(gè)海草堆中采集樣本,并對(duì)比了18000個(gè)遺傳點(diǎn)后,他們發(fā)現(xiàn),這些海草堆雖然分布在鯊魚灣的各個(gè)角落,相隔也頗遠(yuǎn),但最終的檢測(cè)結(jié)果卻顯示,所有海草的DNA竟是完全一樣的。
他們的研究結(jié)果近期發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B輯》上。
生態(tài)學(xué)家馬丁·博瑞德表示,他們觀察到這里的海草很少開(kāi)花,也不結(jié)種子,繁殖活動(dòng)并不明顯。他們也曾找到過(guò)這株海草開(kāi)出的花,但是從沒(méi)有看到過(guò)果實(shí)。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),這株澳大利亞海草是用根莖繁殖的。這說(shuō)明,這株澳大利亞海草可能無(wú)法有性生殖,只能靠克隆生長(zhǎng)。
研究人員還測(cè)量出,這種海草的根莖每年大概可以長(zhǎng)出35厘米。按照這個(gè)速度,這株植物估計(jì)已經(jīng)長(zhǎng)了4500年,才長(zhǎng)到現(xiàn)在這個(gè)規(guī)模。
無(wú)性繁殖頑強(qiáng)生命力的秘密——40條染色體
科學(xué)家們現(xiàn)在確認(rèn),這株海草是目前世界上已被發(fā)現(xiàn)的“最大的單株植物”。當(dāng)然,這個(gè)“最大”是從它的面積上來(lái)形容的。
在此之前,科學(xué)家一直認(rèn)為,“最大的單株植物”是美國(guó)猶他州的一棵名叫“潘多克隆樹(shù)”的白楊。它看上去只是一片美麗但普通的白楊林,但也是一棵樹(shù)通過(guò)擴(kuò)張根系不斷長(zhǎng)出新株而形成的。它至少長(zhǎng)了8萬(wàn)年,才長(zhǎng)到現(xiàn)在這個(gè)規(guī)模。從重量上講,這棵潘多克隆樹(shù)其實(shí)仍是“最大”的,但它的面積顯然輸給了這株澳大利亞海草。
其實(shí)這株澳大利亞海草的生存環(huán)境并不樂(lè)觀——這片海域鹽分較高,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也低,這里白天的光照非常強(qiáng)烈,海水溫差變化又極大,能從15℃變到30℃。對(duì)于無(wú)性繁殖的植物來(lái)說(shuō),它的生存壓力其實(shí)頗高。為什么它依舊可以“活得如此精彩”?研究人員發(fā)現(xiàn)了它的秘密——這株澳大利亞海草竟擁有兩套DNA,共40條染色體,屬于一種多倍體植物。也就是說(shuō),別的海草可能只有20條染色體,而這株擁有的染色體數(shù)量是其他海草的兩倍。
染色體是遺傳信息(基因)物質(zhì)的載體,存在于生物的細(xì)胞核中。各種生物的細(xì)胞里都有一定數(shù)目的染色體,具有多于兩套染色體的植物,叫多倍體植物。
在高等植物里,有一半以上是多倍體植物;在禾本科植物里,多倍體植物也占一半以上。通常多倍體植物都具有生命力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性狀好、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn)。這可能就是這株澳大利亞海草能存活下來(lái)的原因之一。哪怕是在2010年和2011年的夏季,西澳大利亞海岸曾出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重?zé)崂?,那片海域有三分之一的海草都死亡了,但這株海草依然頑強(qiáng)地活下來(lái)了。
研究人員說(shuō):“染色體數(shù)量是其他澳大利亞海草的兩倍,這讓它的遺傳多樣性翻倍,從而增強(qiáng)了它應(yīng)對(duì)極端環(huán)境的能力?!彼麄冞€猜測(cè),這株澳大利亞海草也許還存在少量的體細(xì)胞突變,使自己更能耐鹽、耐熱。
它能活到2萬(wàn)歲
研究人員推測(cè),這株澳大利亞海草如果繼續(xù)以現(xiàn)在的狀態(tài)發(fā)展下去,至少能活到2萬(wàn)歲。
澳大利亞伊迪斯科文大學(xué)的海草專家凱瑟琳·麥克馬洪教授說(shuō):“海草的生長(zhǎng)模式多種多樣,為了生存,它們通常會(huì)尋找各種延長(zhǎng)生命的辦法,比如向營(yíng)養(yǎng)豐富的海域生長(zhǎng),或者向競(jìng)爭(zhēng)壓力小的地方發(fā)展。這是一種生命求存的本能,只要它們找到了正確的方法,它們就可以活很長(zhǎng)時(shí)間。”她認(rèn)為這株海草能長(zhǎng)到如今這個(gè)規(guī)模,其實(shí)“合情合理”,“海洋植物本來(lái)就可以長(zhǎng)得很快。而它是一株,也是一個(gè)集體。它的每一株分枝都在生長(zhǎng),并向外圍擴(kuò)張,變成現(xiàn)在這么一大片也就并不奇怪了”。
研究人員還在繼續(xù)探究著這株神奇植物生命的奧秘,希望能帶給人類更多關(guān)于生存的啟示。
(選自2022年7月15日《羊城晚報(bào)》,本刊有刪改)