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只有两片叶子却从不担心光头的它是植物界能活2000年的活化石

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你能想象有一栽种物,在恐龙还未灭绝的时期就存在,经由了漫长的历史长河,现在仍旧存在在世界上吗?这是具有天下上最龟龄叶子的植物——百岁兰,距今,年事最大的百岁兰已经有2000多岁了。

虽然它名字叫百岁兰(),但实际上它不仅仅能活一百岁。
通过碳14定年法的丈量,研究者创造有些百岁兰实在已经五、六百岁了,而更大的百岁兰很有可能活到2000-3000年以上。

目前天下上最大的百岁兰,已经约1500岁了。
| Wiki

百岁兰的学名中隐蔽了一段故事,19世纪,奥地利的植物学家弗里德里希•韦尔维奇(Frederich Welwitschia)在非洲创造了一种奇怪的生物,它看起来像是长在沙漠里的章鱼,浑身布满卷曲分裂的叶子。
植物学家既震荡,又恐怖,乃至“只能跪在地上,什么也做不了,唯恐一碰就会创造这栽种物只是想象中虚构出来的。
”之后,百岁兰的学名以植物学家韦尔维奇命名,而mirabilis便是奇迹般的(miraculous),百岁兰的学名正是“韦尔维奇创造的神奇植物”:。

这栽种物成长在非洲南部,安哥拉和纳米比亚沿岸的纳米布沙漠地区。
纳米布沙漠是天下上最古老的沙漠之一,并且完备便是一片荒漠之地,年降水量低于25mm。
为了在这样的恶劣环境中存活下来,百岁兰进化出了奇怪的形态:一个短矮而粗壮的倒锥形树干,极长的主根用来接管地下的水分,当然,最主要的还是它有两片永久不会脱落的叶子。

百岁兰的构造。
| The genome reveals a unique biologyunderpinning extreme longevity in deserts

在南非的措辞中,百岁兰也被叫做“twee blaar kanniedood”,大意是“两片不会去世的叶子”。
的确如此,百岁兰终生只有两片叶子,能够持续成长数千年不会脱落。
有人预测,这是由于热带植物不须要像温带植物一样通过落叶来抵抗寒冷,并且一年四季也不会缺水。
不过,在这种干旱到荒无人烟的沙漠中,它究竟是如何接管水分的呢?

百岁兰:不仅没秃,乃至这头长发回有点洒脱。
| Wiki

百岁兰的根系非常发达,不仅有深入地下能够打仗到地下水的主根,同时,在这片近海的沙漠中,虽然百岁兰叶片表面的气孔会由于省水而关闭,但靠近地面的须根会充分接管清晨带来的海雾以保持湿润。

不但是百岁兰,实在天下上很多成长在非常干旱地区的植物都有自己的省水技巧——景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism,CAM)。
在干旱环境中,进行CAM的植物会在白天保持叶片气孔的关闭,减少水分的蒸发,而在晚上,气孔打开接管二氧化碳,这些二氧化碳会以苹果酸的形式储存在液泡中,到了白天后重新转化为二氧化碳,以供光合浸染花费。
成长在干旱沙漠中的神仙掌、多肉植物都是利用这种办法来储存体内的水分。
之以是被称为“景天酸代谢”,是由于这种酸代谢机制最早是在景天科植物中创造的。

成长在热带干旱地区的多肉植物,为了适应生存,发展出了一种独特的生存策略:景天酸代谢。
| Pixabay

虽然百岁兰看起来有一头浓密的长发,但也便是看起来多,实际上它只有两根而已。
叶片基部的分生细胞会不断产生新的叶片组织,支持它持续成长。
而当叶片尾真个那些细胞凋亡后,叶片尾部就会逐渐枯萎,展现出像是被烧焦的形态。
但是依旧不会脱落,而这,实在也是百岁兰神秘的生存策略之一。

它真的只有两片叶子,看起来浓密可能只是由于叶子太长了……| Wiki

在中科院中-非联合研究中央的组织下,深圳中科院仙湖植物园万涛研究员团队、中国科学院武汉植物园王青锋研究员团队、以及纳米比亚Gobabeb研究中央、英国Kew皇家植物园、中国科学院植物研究所等单位的科学家启动了对付百岁兰的研究,从百岁兰基因组的角度上探究它的蜕变历史,以及生态适应性。

科学家们创造,百岁兰的基因组呈现极度重度甲基化。
所谓基因的甲基化,便是给原来的DNA加上甲基,而这会影响基因的表达,让它没有办法发挥遗传物质本该有的浸染。
大略点来说实在便是不让原有的基因正常事情了。

叶片尾端真的会有种像被烧焦一样的形态。
| Flickr@Tarmo Tamming

这种甲基化能够保持基因组的完全性,还能避免DNA的有害突变。
其余,重度甲基化加速了百岁兰基因组的脱氨浸染。
常日来说,当构成DNA的胞嘧啶(C)脱氨后会转化为尿嘧啶(U),因此,百岁兰基因组中的G-C含量非常地低。

在漫长的发展过程中,百岁兰的基因组向着越来越大略,并且“低能耗”的方向蜕变。

这是由于,对付生命来说,DNA复制便是最基本的生命活动。
因此拥有更多的遗传物质就意味着要花费大量的能量。
在沙漠这样恶劣的环境中的百岁兰想要生存下去,就须要找到一个低本钱的能量花费策略。

其他基因也发生了一些变革,比如说植物分生组织干系的细胞,它可以让百岁兰的两片叶子长久不断地得到新分解的叶片细胞,持续成长几千年。
其余,它抗热、并且高度木质化的叶片也能够适应极度干旱的环境。

而这样一种经历了漫长岁月,能够忍受极度环境的龟龄植物,由于太过独特,甚至于它属于百岁兰目、百岁兰科、百岁兰属,在这个大分类中,只有百岁兰这一个独苗。
大概当我们看到这样一株穿越上千年的生命,也会像19世纪的韦尔维奇第一次创造百岁兰时一样感到震荡。

封面来源:Flickr@Tarmo Tamming

参考资料:https://docs.qq.com/doc/DU0FYYk9jUUZqeml5

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来源:把科学带回家

编辑:乐子超人

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