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谁被誉为植物界的活化石

Skin目前世界上最大年龄的百岁兰,已经约2000岁了你能想象有一种植物,在恐龙还未灭绝的时代就存在,经过了漫长的历史长河,现在仍然存在世界上吗?这是具有世界上最长寿叶子的植物——百岁兰,距今,年龄最大的百岁兰已经有2000多岁了。不惧时光…

谁被誉为植物界的活化石

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目前世界上最大年龄的百岁兰,已经约2000岁了目前世界上最古老的百年兰花大约有2000年的历史。

你能想象一种在恐龙还没有灭绝的时代就存在的植物,在经历了漫长的历史之后仍然存在于世界上吗?这是世界上叶子寿命最长的植物——百年兰花。最古老的百年兰花已经有2000多年的历史了。百年兰花无惧时光流失

百年兰花的学名里藏着一个故事。19世纪,奥地利植物学家弗里德里希·韦尔奇在非洲发现了一种奇怪的生物。它看起来像一只生长在沙漠中的章鱼,覆盖着卷曲分裂的叶子。植物学家既震惊又害怕,甚至“只能跪在地上什么都不做,生怕一摸就发现这种植物只是想象出来的。”之后,百年兰花的学名以植物学家百岁兰命名,意为神奇。百年兰花的学名是“奇异百岁兰发现的神奇植物”。

虽然它的名字叫百年兰花,但实际上它只能活一百年。通过碳14测年法的测定,研究人员发现,一些百岁老人实际上有五六百岁,而较大的百岁老人很可能活了2000 ~ 3000多岁。

这种植物生长在非洲南部,安哥拉和纳米比亚沿岸的纳米布沙漠地区。纳米布沙漠是世界上最古老的沙漠之一,并且完全就是一片荒芜之地,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,极长的主根用来吸收地下的水分,当然,最重要的还是它有两片永远不会脱落的叶子。

百岁兰的结构这种植物生长在非洲南部,安哥拉和纳米比亚沿海的纳米布沙漠。纳米布沙漠是世界上最古老的沙漠之一,这里完全荒芜,年降水量不足25毫米。为了在如此恶劣的环境中生存,百年兰花进化出了奇特的形状:短而粗壮的倒圆锥形树干,有极长的主根来吸收地下水。当然,最重要的是它有两片永远不会脱落的叶子。蜈蚣的结构

在南非语中,百年兰花也被称为“twee blaar kanniedood”,意思是“两片不朽的叶子”。的确,百年兰花一辈子只有两片叶子,可以持续生长几千年而不脱落。有人推测,这是因为热带植物不像温带植物那样需要落叶来抵御寒冷,一年四季都不缺水。然而,它是如何在这干旱到无人居住的沙漠中吸水的呢?白兰的神秘生存策略

百岁兰的根系非常发达,不仅有深入地下能够接触到地下水的主根,同时,在这片近海的沙漠中,虽然百岁兰叶片表面的气孔会因为省水而关闭,但靠近地面的须根会充分吸收清晨带来的海雾以保持湿润。

百岁兰:不仅没秃,甚至这头长发还有点飘逸百年兰的根系非常发达,不仅有可以直达地下深处地下水的主根,而且在这片近海沙漠中,虽然百年兰叶面的气孔会因节水而关闭,但贴近地面的须根会充分吸收清晨带来的海雾,保持湿润。百岁兰:不仅不秃,连这一头长发都有点飘逸。

生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:景天酸代谢生长在热带干旱地区的多肉植物发展出了独特的生存策略:景天酸代谢以适应生存。

不只是百年,世界上很多生长在非常干旱地区的植物都有自己的节水技能——景天酸代谢(CAM)。在干旱的环境中,进行CAM的植物在白天会保持叶片的气孔关闭,以减少水分的蒸发,而在晚上,气孔会打开吸收二氧化碳,二氧化碳会以苹果酸的形式储存在液泡中,白天后会重新转化为二氧化碳,以供光合作用消耗。生长在干旱沙漠中的仙人掌和多肉植物都是通过这种方式将水分储存在体内。之所以称之为“景天酸代谢”,是因为这种酸代谢机制是在景天属植物中首次发现的。

虽然百年兰花看起来有一头浓密的长毛,但是看起来有很多。事实上,它只有两个。叶基部的分生组织细胞将不断产生新的叶组织,这将支持其持续生长。当叶子尾端的那些细胞死亡后,叶子的尾端会逐渐枯萎,呈现烧焦的形状。但还是不会脱落,这其实也是百年兰花神秘的生存策略之一。

在中国科学院中非联合研究中心的组织下,中国科学院胡仙植物园万涛研究员、中国科学院武汉植物园王庆丰研究员以及纳米比亚戈巴贝研究中心、英国皇家植物园、中国科学院植物研究所等单位的科学家组成的研究团队,开始了对百夫长的研究,从其基因组的角度探索其进化历史和生态适应性。

科学家发现,百年兰花的基因组高度甲基化。所谓基因的甲基化,就是在原有的DNA上加上甲基,会影响基因的表达,使其无法发挥应有的作用。简单来说,就是原来的基因不能正常工作。

这种甲基化可以保持基因组的完整性,避免DNA的有害突变。此外,严重的甲基化加速了蜈蚣基因组的脱氨基作用。一般来说,构成DNA的胞嘧啶(C)脱氨后会转化为尿嘧啶(U)。因此,蜈蚣基因组中G-C含量异常低。

在漫长的发展过程中,百岁兰的基因组向着越来越简单,并且“低能耗”的方向演化。

叶片尾端真的会有种像被烧焦一样的形态在漫长的发展过程中,百年兰花的基因组朝着更简单、更少能耗的方向进化。刀片的尾端真的会有烧焦的形状。

这是因为,对于生命来说,DNA复制是最基本的生命活动。所以拥有更多的遗传物质意味着消耗大量的能量。百年兰花要想在沙漠这样恶劣的环境中生存,就需要找到一种低成本的能源消耗策略。

其他基因也发生了一些变化,比如植物分生组织相关的细胞,可以让百年的两片叶子长时间不断获得新分化的叶细胞,并保持生长数千年。此外,其耐热性和高度木质化的叶片也能适应极端干旱环境。

如此长寿的植物,经历了很长的时间,可以忍受极端的环境,是如此独特,它属于百夫长目,百夫长属。在这个大分类中,只有Centuridae是唯一的幼苗。也许当我们看到这样一个跨越数千年的生命时,会像19世纪韦尔奇第一次发现百年兰花时一样震惊。

(本文授权转载自“把科学带回家”微信官方账号,有删节)

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