路邊“活化石”——鵝掌楸

“活化石”在我們?nèi)粘Ｉ钪幸渤Ｓ刑峒?，熊貓、銀杏經(jīng)常被譽(yù)為動物、植物界的“活化石”。那“活化石”究竟是什么呢？只是作為一種形容生物古老的形容詞，還是“活化石”本身就有其意義？活化石（living fossils）在達(dá)爾文第一版《物種起源》中首次被提及，但彼時只有三個物種被認(rèn)定為活化石，通過與其他物種的對比，活化石用來形容當(dāng)時難以與其他被命名物種共享一個生物分類的，又不能與現(xiàn)代生物產(chǎn)生物種上的關(guān)聯(lián)的，在生物進(jìn)化樹上，活化石似乎是被遺忘的一支。

活化石既不符合生物進(jìn)化理論中的“進(jìn)化”，即在上億年的時間中演化為另一個物種，在化石中留下演化的軌跡；也不符合“滅絕”，因無法適應(yīng)新環(huán)境而走向末路。活化石是古老的幸存者，也是現(xiàn)代的孤獨者，它們在生物分類學(xué)上是孤立的，但卻為現(xiàn)代科學(xué)的各項研究領(lǐng)域，如古生態(tài)學(xué)和棲息地跟蹤，生物對氣候變化的適應(yīng)，全球碳循環(huán)等提供了研究思路和途徑。因此，當(dāng)一個生物可以被判定為“活化石”，這個生物的價值遠(yuǎn)超于生物學(xué)意義。

道路旁邊的鵝掌楸

鵝掌楸以高而直挺的樹干，有形的樹冠與獨特的葉形是城市行道樹的首選樹種之一，與椴樹、銀杏、懸鈴木和七葉樹，并成為“世界五大行道樹”。鵝掌楸，顧名思義，以其葉形似“鵝掌”聞名。也有人認(rèn)為其葉片像古代人穿的馬褂，到了秋天，葉片變成了金黃色，“馬褂”變成了“黃馬褂”，在中國，黃馬褂作為清代的一種官服，后也用于犒賞有軍功的臣下，也有人更喜歡這層寓意，鵝掌楸又因此被稱為馬褂木。

鵝掌楸除了葉形值得觀賞外，花朵也極其美觀，被稱為“樹上的郁金香”。鵝掌楸的花朵由9片花瓣組成，花瓣逐層交疊，最外層的3片花瓣向外彎曲、下垂，里面的6片花瓣則向內(nèi)收攏成碗裝?；ㄉw成嫩綠色，花瓣靠近底部的位置有金黃色的紋路，如同技術(shù)精湛的工匠燒制的瓷碗一般。鵝掌楸的花為兩性花，雌蕊聚合，如同一座“寶塔”屹立在花朵的最中央，而雄蕊則遍布黃色的花藥圍繞在雌蕊外側(cè)。

鵝掌楸雖同時具有雌蕊和雄蕊，卻不能完成自花授粉，原因在于同一株鵝掌楸的雌蕊成熟時，雄蕊還未成熟，而等到該雄蕊成熟可以進(jìn)行授粉之際，雌蕊已然枯黃。因此，自然狀態(tài)下的鵝掌楸授粉率低，好在即使沒有雄蕊授粉的情況下，雌蕊仍能進(jìn)一步發(fā)育，結(jié)出種子。但由單一雌蕊所出的種子發(fā)芽率低，加之鵝掌楸除觀賞性高外，其作為木材的品質(zhì)也極高，因此在野外容易遭到非法砍伐，原始狀態(tài)下的鵝掌楸僅零星分布于中國陜西、安徽以南的丘陵中，西至云南，南至南嶺、臺灣。如今作為園林綠化樹木的鵝掌楸多為雜交種。

大洋彼岸的牽絆

現(xiàn)今廣泛用于園林綠化的鵝掌楸為雜交鵝掌楸，其親本為分布于我國長江流域及越南北部的鵝掌楸（Liriodendron chinense Sarg），與在美國東部至加拿大東南部廣泛分布的北美鵝掌楸（L.tulipifera L）。這兩種鵝掌楸也是現(xiàn)存的唯二的可以被列為一屬的植物。而該屬的其他種則只能在白堊紀(jì)和第三紀(jì)地層的的葉片和種子化石中窺探出身影。這也揭示了鵝掌楸作為古老樹種的一面。早在中生代，鵝掌楸就在北半球緯度較高的區(qū)域有分布，并逐漸廣泛分布至歐亞大陸和北美洲。第四紀(jì)冰川后，鵝掌楸與其他當(dāng)時的植物一樣，面臨了迅速縮小棲息地的困境，僅在我國的南方和北美洲的東南部有所分布，成為今天的活化石。

那么如何區(qū)分三種鵝掌楸呢？在葉形上，中國鵝掌楸，北美鵝掌楸葉片基部的位置裂片多一至兩對，葉先端則有明顯凹陷，中國鵝掌楸則顯得更為順滑，葉先端較平，雜交鵝掌楸葉形介于兩者之間。在花朵上，中國鵝掌楸花朵整體偏綠，同時雌蕊會伸出花瓣，北美鵝掌楸相比中國鵝掌楸在花瓣底部有黃色色塊，且頂端向外彎曲，雜種鵝掌楸則結(jié)合了兩者的特點，花朵更為艷麗，花瓣底部相比北美鵝掌楸更偏橘色，范圍更大，且花瓣頂部的卷曲程度更小。

圖2 中國鵝掌楸（A）、雜交鵝掌楸（B）、美國鵝掌楸（C）

目前來說，無論是中國鵝掌楸還是北美鵝掌楸都具備著較高水平的遺傳多樣性，但同時，野生鵝掌楸的生長環(huán)境不容樂觀。在面對這一古老植物上，應(yīng)該努力去保護(hù)其遺傳的多樣性，保護(hù)野生鵝掌楸的棲息地；另一方面，需要人為創(chuàng)造為鵝掌楸進(jìn)行基因交流和重組條件的生態(tài)學(xué)保護(hù)基地，讓這一古老的植物能夠繼續(xù)延續(xù)，讓人類成為鵝掌楸的傳種者。

文章由科普中國-創(chuàng)作培育計劃出品，轉(zhuǎn)載請注明來源。

作者：上?？破兆鲄f(xié) 蔣浙穎-同濟(jì)大學(xué)第二附屬中學(xué)科普作者

審核：王康國家植物園北園科普館館長、教授級高工王康

來源: 星空計劃