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澳洲發現世界最大植物!已經長了4500年,面積200平方公裡

作者:英國那些事兒

在澳洲西海岸的鲨魚灣,有一片廣袤的海草草甸。

它們生長在淺水區,透過波光粼粼的清澈海水,能看到柔軟飄逸的海草葉在水中舒展。

這片草甸占地200平方公裡,是紐約曼哈頓島的三倍大,可能是西海岸海草最繁茂的地方。

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在這裡,海草的種類一定很多吧?

西澳洲大學的海洋生物學家是這麼想的。

他們想要了解這片草甸有幾種海草,未來如果出現海洋污染,可以種植相應的海草填補空白。

想知道草甸裡有多少種植物,就要檢測它們的DNA。

西澳大學的研究團隊潛入鲨魚灣,從10個海草堆中采集樣本,對比18000個遺傳點。

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這些海草堆坐落在鲨魚灣的各個角落,相隔的距離很遠,通過它們能大緻估算出整片草甸的情況。

然而,最終的檢測結果讓科學家們大吃一驚:

為什麼所有海草樣本的DNA完全一樣啊!?

他們找到的海草隻有澳洲海神草,它們彼此之間沒有任何基因差異。

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這意味着,這200平方公裡的海草草甸完全是由一株澳洲海神草構成的,隻有一株。

“我們心想,這到底是怎麼回事?” 生态學家馬丁·博瑞德(Martin Breed)驚呼,“真的非常困惑。”

“雖然,我們最開始就覺得這裡的海草不太正常。它們很少開花,也不結種子,繁殖活動的迹象實在不明顯。”

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仔細研究後,科學家發現這株澳洲海神草是用根莖繁殖的。

海草有兩種繁殖方式,一種是有性繁殖,通過開花結果,把自己的基因和其他海草的基因相結合。

另一種是無性繁殖,海草延伸自己的根莖,在根莖上長出新的海草,不斷向外克隆自我。

博士生簡·埃德格羅(Jane Edgeloe)說,他們找到了海草花,但是沒有看到果實,這說明這株澳洲海神草可能無法有性生殖,隻能靠克隆生長。

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“這片占地200平方公裡的海草草甸,應該是從一個單一的、定植的幼苗擴散長成的。”

“這棵植物像草地一樣蔓延開來,為海龜、海豚、儒艮、螃蟹和魚類等海洋生物提供了舒适的栖息地。”

澳洲海神草的根莖每年可以長35厘米,按照這個速度,科學家們估計這株植物已經長了4500年。

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海草長這麼久不奇怪,奇怪的是為什麼無性繁殖的海草能長這麼久。

無性繁殖的劣勢非常明顯,因為植物的基因保持不變,它對外界環境的适應性很差,稍微有點風吹海動就會死亡。

鲨魚灣的環境還特别惡劣(對海草而言),它的含鹽量是其它海域的兩倍,營養物質含量低,海水溫差極大,能從15度變到30度。白日的光照也非常強烈,給它造成生存壓力。

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就算條件如此苛刻,這株澳洲海神草仍然活得好好的,

2010年和2011年的夏季,西澳洲海岸出現嚴重熱浪的時候,三分之一的海草死亡,這株海草頑強地挺了過來,如今恢複得非常好。

它不是單純的“草堅強”,答案還是出在基因上。

伊麗莎白·辛克萊(Elizabeth Sinclair)博士說,他們發現澳洲海神草是一株雜交的多倍體植物。

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它的父母一個是澳洲海神草,另一個是相近的海草。通常,有性繁殖的植物會從父母那裡各得一半的染色體,然而這個“草堅強”表示,它全都要。

“它沒有從母親那裡獲得一半染色體,再從父親那裡獲得一半染色體。它保留了它們全部的基因。” 辛克萊博士說。

“是以,它的染色體數量是其他澳洲海神草的兩倍,不是20條,而是40條。

這麼做會讓植物的遺傳多樣性翻番,增強了它應對極端環境的能力。”

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這個解釋很合理,但4500年間的極端環境太多,光多一套染色體可能還不夠。

科學家猜測,澳洲海神草也許存在少量的體細胞突變,使自己更能耐鹽耐熱。

他們的研究結果發表在近日的《英國皇家學會學報B輯》上,

裡面講述了這棵海草的草生故事:

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大約2萬年前,最後一個冰河期的末尾,鲨魚灣還是一塊陸地。

随着冰蓋融化,海洋上升,到8000年前,它被海水淹沒,變成淺淺的海灣。

那之後不久,許多海草植物來到這裡生長,

4500年前,一顆不起眼的雜交種子飄落于此,開始傳奇的一生。

那時,鲨魚灣幾乎全是普通的二倍體植物,有的有性繁殖,有的無性繁殖。

有性繁殖基因多,但速度慢,無性繁殖速度快,但基因少。

而那顆神奇的雜交海草,恰恰因為隻能無性生殖,占盡優勢。

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靠着略有變異的雜交的多倍體身份,海草一步步占領海灣,擊敗對手,變成如今的龐然大物。

伊迪斯科文大學的凱瑟琳·麥克馬洪(Kathryn McMahon)教授沒有參與研究,但她是海草專家,根據西澳大學提供的資訊,她認為這場發現令人驚歎。

對其他海草種類的基因研究估計,這些植物可以存活2000年到10萬年,這株澳洲海神草處于正常區間。

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“海草的生長模式多種多樣,會用各種延長生命的辦法。比如向營養豐富的海域生長,或者向競争壓力小的地方發展。這種特征意味着,隻要它們生在正确的位置,就可以活很長時間。”

長到将近200平方公裡這麼大,她認為也很合情理,因為海草不是單線生長,而是整個外圈都在擴張。

“海洋植物本來長得就很快,再加上每株海草都分枝生長,長了4500年,變到現在這麼大不奇怪。”

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科學家們确認,這個海草是目前世界上發現的最大的單個植物。

之前,“最大植物”的名号屬于美國猶他州的白楊樹,名叫“潘多克隆樹”。

它占地0.4平方公裡,由47000棵白楊組成,看上去是一片美麗但普通的白楊林。

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但其實,潘多克隆樹也是通過擴張根系來長新樹的。所有看似獨立的樹全都來自單一根系,它至少長了8萬年,才長到現在這麼多。

雖然從重量上講,是潘多克隆樹更大,但面積上顯然是澳洲海神草獲勝,獲得了“世界第一大”的稱号。

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這棵澳洲海神草目前還沒有名字,科學家們忙着在鲨魚灣做實驗,想找到它适應環境的更多秘訣。

未來,也許人們會給它取一個了不起的昵稱吧,

從一個小小的種子變成如今的模樣,值得被世界記住……

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