提到核弹,大家会想到它那恐怖的破坏力,日本人也一度谈核色变,至今仍心有余悸。
在1945年的8月6日,美军在日本广岛投下原子弹。在爆炸的一刹那,原子弹释放出惊人的破坏力,在爆炸中心500米的范围内,4000℃的高温在顷刻之间,就摧毁了一切。不仅如此,即便在10公里以外的生物,也能感受到强烈和灼热的气流。在日本的广岛市,近20万人瞬间丧命,被摧毁的其他生物也是数不胜数。
但令人意外的是,有这么一种植物,即使它被炸得只剩下麦秆般粗细的根部后,依然顽强地挺到了第二年的春天,并抽枝生芽,重焕生机。
而这种植物在我国也有,而且十分常见。它的存在总是能给这凋敝的秋日穿上一袭华美的长袍。今天我们就来说一说这种核弹也炸不死的植物——银杏。
中国人眼中的银杏
银杏这个名字听起来很浪漫,但它原先的名字可十分“土”,它在古时候一直被称之为“鸭脚树”。真是树如其名。据《本草纲目》记载,银杏“原生江南,叶似鸭掌,因名鸭脚”。直到宋朝,受到皇上青睐,才一举翻身,得了“银杏”这个美名。
关于银杏的名字,也与果实颜色呈白色有关。银杏果也称白果。白果含有非常丰富的营养元素,包括维生素、粗纤维、氨基酸、铁、锌等,有抑菌杀菌、去痰止咳、促进血液循环和降低血清胆固醇等作用。美中不足的是,白果含有少量的氢氰酸毒素,多食、生食可能会引起中毒。
而一棵银杏树从栽种到开花结果,需要长达20多年的时间。为此,银杏也落下了“公孙树”的昵称。意思是:公公(爷爷)种下了树,孙子才能吃得上果实。
这种高大、生长缓慢的乔木是银杏纲、银杏目、银杏科、银杏属的唯一现存物种——它的亲戚早已湮没于演化的长河中。唯独银杏熬过了无数严寒酷暑,成了裸子植物中最老的孑遗植物。
银杏是历史的“活化石”
在银杏等裸子植物出现之前,陆地上主要分布着早期维管植物,例如石松纲、楔叶纲、真蕨纲、种子蕨、科达目植物,以及种子植物的祖先——前裸子植物等。二叠纪时期,以种子繁殖的裸子植物因适应性更强,繁殖摆脱了水的限制,开始兴旺起来,逐渐取代了蕨类植物的优势地位。
扬州大学教授王莉根据已发现的化石证据介绍,银杏等早期裸子植物至少在2.7亿年前就已经在地球上出现。它们在恐龙时代盛极一时,不同属、不同种的银杏“兄弟”类目繁多、遍布南北半球。
但大约2.52亿年前,地球生物圈经历了一场 “二叠纪——三叠纪大灭绝”的历史事件。绝大多数海洋生物在这场浩劫中消失,陆生动物也被摧毁将近一半,地面上的植物纷纷死亡。
距今1.4亿年前,自然的新宠——被子植物突然出现,开始吞噬裸子植物的生存空间。由于裸子植物都是木本植物,生命周期较长、生长较慢,有性生殖一般都是通过风媒传粉,传粉效率低。而被子植物生长期短、生长快、还演化出了与动物协同进化的关系,如提供花蜜给传粉昆虫、成熟果实吸引鸟类取食等等,大大提高了选择进化效率,使得被子植物多样性大暴发,能快速占领各种生境空间,以及能在气候变化中更快地适应等。
裸子植物不但被被子植物挤压生存空间,在距今6500万年前的白垩纪——第三纪灭绝事件又给了裸子植物沉重的一击。这次灭绝事件不但使恐龙团灭,更是差点荡平陆地上的高大树木。而裸子植物基本都是高大的树木。
经过第三纪和第四纪冰期的打击,银杏家族陆续灭绝,而银杏因为有部分种群局部分布在中国未被冰川覆盖的诺亚方舟地区(云南、四川、湖北等地),成了唯一幸存下来的孑遗种。
神奇的是,银杏忠实地保留着亿万年前祖先的模样——扇形带凹缺的叶片。正是因为这种遗世独立、形态“静滞”的风范,达尔文说它是植物王国的“鸭嘴兽”。它还有个更为通俗的名号——“活化石”。
那么, 银杏长寿的秘密是什么呢?
目前,已知的世界上最古老的银杏树在我国贵州福泉,树龄约有5000年到6000年。而有“中华银杏王”和“天下银杏第一树”之称的两棵古银杏树,分别位于我国贵州长顺和山东莒县,树龄都在4000多年。
扬州大学银杏研究团队发现银杏长寿的秘密主要有两方面原因:一是树干形成层的干细胞不容易衰老;二是树体的抗性超强。
很多植物例如很多一年生农作物,一旦开花结果,就开始进入衰老阶段,最后导致个体死亡,也就是说死亡是物种个体生长发育中预先设置好的默认程序。绝大部分多细胞生物都会这样,就像人到老年,各种器官组织就会不可避免地进入老化一样。但研究人员发现600多年的银杏古树,尽管干细胞分裂变慢了,但并没有老化迹象,这些古树干细胞中,所有跟老化相关的生理和分子指标都与20多年树龄的树没有显著差别。这种干细胞不断地持续分裂能力,是银杏永葆青春的重要原因之一。
同时,银杏体内抵抗逆境、病虫害和病菌的R基因数量远远多于其他物种。在演化过程中,银杏发生过两次全基因组复制事件,并伴有大量LTR(基因组里常见的一类来自于逆转录病毒的重复序列)的复制和插入。
在全基因组复制过程中,银杏的防御机制得到了极大的改善。一方面是具备各种防御功能的基因家族发生了广泛的扩张,另一方面是多重防御机制的加强。比如如何应对昆虫的攻击,既可以合成直接对抗昆虫的化合物,也可以释放吸引昆虫天敌的有机挥发物来间接对抗昆虫。
LTR是逆转录病毒基因组的一部分。这类病毒在植物细胞内捣乱,借用宿主细胞提供的材料进行疯狂的自我复制。随后,再靠着自身携带的元件,插入宿主细胞的染色体,成为宿主基因的一部分。因为LTR的不断复制和插入,在某种程度上起到了提前占位的作用,从而避免其他病毒乘虚而入。
此外,持续合成木质素等物质增加了树干的密度和强度,对不断增大的树体起到支持作用。这就好比人类,虽然进入老年,但免疫能力、骨骼肌肉能力依旧很强大,从而大大延长了寿命。
那么,大家知道为何连破坏力惊人的核弹也无法炸死银杏了吧?
谁能想到,街边随处可见的银杏竟然有如此巨大的力量!如今,通过人类的引种,银杏在全球的数量迅速增加。它们在世界各地的道路、公园和景区中,静默地陪伴着人类,见证着人类的历史。