原創(chuàng) 紫鷸 物種日歷

1859年，奧地利植物學(xué)家弗里德里希?韋爾威奇（Frederich Welwitsch）在非洲安哥拉的尼格羅角（Cape Negro），發(fā)現(xiàn)了一種古怪的植物：它如章魚般盤踞在沙地上，低矮卻有木栓皮的主干，已經(jīng)很老了的樣子。韋爾威奇雖然不懂它是什么，卻大受震撼。次年，倫敦林奈學(xué)會(huì)的植物學(xué)家們?cè)诿枋鲞@個(gè)新物種時(shí)，順理成章地用了“韋爾威奇的神奇植物” Welwitschia mirabilis這個(gè)名字，它就是百歲蘭。

百歲蘭和它荒涼的生活環(huán)境，出自The natural history of plants, their forms, growth, reproduction, and distribution | Wikimedia Commons沙漠里的“無(wú)頭樹”

野生的百歲蘭只出現(xiàn)在安哥拉和納米比亞沿岸的納米布沙漠（Namib Desert）地帶，它們是極長(zhǎng)壽而且生長(zhǎng)緩慢的植物。到底有幾百歲呢？研究者用碳14定年法測(cè)了兩株相對(duì)較小的，發(fā)現(xiàn)它們大概是500~600歲，推測(cè)更大的植株可能有2000~3000歲。

1884年和2016年，分別在納米比亞的同一地點(diǎn)和角度拍攝的兩張照片。| Observatory Welwitschia Vlakte (A09)

讓人SAN值狂掉的事實(shí)是：百歲蘭只有終生不停生長(zhǎng)的兩片葉子，葉子基部有不斷分裂新細(xì)胞的分生組織，生長(zhǎng)過(guò)程中被各種外力撕破，才裂開成野外這張牙舞爪的鬼樣子（想象一下過(guò)切面機(jī)的面條），而隨著最長(zhǎng)可活十年的細(xì)胞凋亡，葉尖就會(huì)枯萎，干巴巴地掛在那里。

中科院北京植物園里的這株百歲蘭看著就顯年輕（沒準(zhǔn)比你歲數(shù)大……），誰(shuí)小時(shí)候還不是個(gè)雙馬尾了？| 紫鷸

過(guò)去大家認(rèn)為百歲蘭的葉子是兩片一直保持幼態(tài)的子葉，后來(lái)人工栽培和解剖研究才推翻了子葉假說(shuō)，轉(zhuǎn)而認(rèn)為這是由于頂端分生組織沒有機(jī)會(huì)發(fā)育，而一直保持活躍的側(cè)芽。好嘛，從天山童姥變成了無(wú)頭學(xué)姐。

有人在1985到1998年間測(cè)量了百歲蘭的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)葉子平均每天生長(zhǎng)0.37毫米，生長(zhǎng)率主要隨空氣濕度、降水而變化。如果一次仲夏降雨量超過(guò)11毫米，生長(zhǎng)率會(huì)翻三倍。

艱難度日

百歲蘭白天進(jìn)行光合作用，看似是“作死”行為，納米布沙漠每年的降水也就是2~200毫米，寬大的葉子在沙漠里，一天就可以蒸騰一升水啊。百歲蘭葉片的氣孔也許可以吸收霧氣凝結(jié)的水？但解剖學(xué)不支持這個(gè)假說(shuō)，而且葉子生長(zhǎng)率與距海岸的遠(yuǎn)近關(guān)系不大?？赡苤皇谴笪餮笊系暮ｌF在地面凝結(jié)，然后被百歲蘭的根吸收。

隨著研究深入，人們發(fā)現(xiàn)百歲蘭能把夜晚吸入的二氧化碳儲(chǔ)備成景天酸，這樣白天進(jìn)行光反應(yīng)就不用打開氣孔了。這種多肉植物常用的節(jié)水技能——景天酸代謝（CAM）——百歲蘭也有，但似乎不常用，以致過(guò)去的觀察中都沒發(fā)現(xiàn)，這就挺讓人費(fèi)解的。

納米比亞荒漠中的百歲蘭 | Ragnhild&Neil Crawford / Wikimedia Commons

在地下，百歲蘭那簡(jiǎn)單的直根系與四種菌根（植物根與真菌共生結(jié)合）相連，并接入納米布沙漠兩種禾本科草的菌根網(wǎng)絡(luò)。雖然沒有菌根也可以生活，它們顯然在有禾草和菌根的地方會(huì)長(zhǎng)得更好，在納米布沙漠的一些地區(qū)，百歲蘭甚至成了多年生植物里的優(yōu)勢(shì)種。

松樹的親戚？

百歲蘭究竟是哪來(lái)的怪物？它來(lái)自一個(gè)單型科單型屬，可以說(shuō)是“舉目無(wú)親”，但它所在的買麻藤目（Gnetales），還是開枝散葉到了世界上許多角落，比如具有藥用價(jià)值的麻黃屬（Ephedra）。

西藏察隅縣古玉鄉(xiāng)路邊的藏麻黃（Ephedra saxatilis）和百歲蘭一樣是買麻藤目的植物。| 紫鷸

對(duì)比上面兩種植物的生殖器官，可以推測(cè)它們沾點(diǎn)親。嗯，它們?cè)缭谫_紀(jì)時(shí)是一家。買麻藤目還有一支是，長(zhǎng)得更像是“正常”的藤本、灌木和小喬木的樣子。果實(shí)包被著種子的被子植物占據(jù)了熱帶森林的絕大多數(shù)，但買麻藤只是高仿，貌似紅色果實(shí)的部分，是胚珠外面的假花被發(fā)育成的假種皮，沒有嚴(yán)格的子房結(jié)構(gòu)。

不僅外表相似，買麻藤輸送水分的組織不同于其它裸子植物的管胞，有類似被子植物的導(dǎo)管。雖然好像處處在模仿，可買麻藤目出現(xiàn)的時(shí)間，比今天占優(yōu)勢(shì)的被子植物早了一個(gè)地質(zhì)年代的“紀(jì)”啊。

灌狀買麻藤（Gnetum gnemon）雌株 | gbohne / Wikimedia Commons

上世紀(jì)很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們認(rèn)定買麻藤目里演化出了被子植物的祖先。然而隨著越來(lái)越多的基因被測(cè)序，大多數(shù)證據(jù)指向買麻藤目其實(shí)是松科的姐妹群：也就是說(shuō)柏樹和松樹的親緣關(guān)系，都沒有百歲蘭和松樹近，而被子植物肯定不是買麻藤目的什么子孫或者姐妹。

百歲蘭雌雄異株，裸子植物的雌性和雄性生殖器官分別叫大、小孢子葉球，不過(guò)這里就直接叫球花吧。百歲蘭的球果還真有點(diǎn)松科球果的樣子，尤其像冷杉，而且它的種子也有小翅膀，也是隨風(fēng)傳播的，一株就可以散出幾萬(wàn)枚種子。然而，它的花粉卻是蟲媒的。

曼谷拉瑪九世皇家公園中的百歲蘭雌株，難得在繁殖時(shí)見到它 | 紫鷸

納米比亞的一月到三月，百歲蘭會(huì)迎來(lái)大概8周的花期。雌雄球花在炎熱時(shí)都會(huì)散出樹脂香氣，并且按每日節(jié)律產(chǎn)生作為傳粉獎(jiǎng)勵(lì)的液滴。至少8種蠅類是傳粉者，也許還有蜂類、螞蟻加入。雖然花粉也可以被風(fēng)吹走，但百歲蘭基本上還是靠昆蟲傳宗接代，或許它們的祖先從三疊紀(jì)就開始和昆蟲協(xié)同進(jìn)化了。

趕新潮的古神

在百歲蘭的身旁，恐龍興起又滅絕，而今路過(guò)的劍羚、犀牛和斑馬也會(huì)不時(shí)來(lái)啃上一兩口，咀嚼遠(yuǎn)古的滋味，葉片里有人類已知陸地植物中最緊湊的葉綠體基因組。百歲蘭光合作用效率很低，看似“老爺車”，但其實(shí)葉綠體中的DNA序列在快速演化，并且在自然選擇的壓力下保持簡(jiǎn)潔。

最近，仙湖植物園和武漢植物園的研究團(tuán)隊(duì)以及國(guó)際合作方，發(fā)現(xiàn)百歲蘭的細(xì)胞核基因組，通過(guò)DNA甲基化（在DNA分子上添加大量修飾，讓它保持完整卻無(wú)法工作，相當(dāng)于給基因貼上封條），在不改變遺傳信息的條件下，維持盡可能小的能耗和不斷活躍的分生組織，實(shí)現(xiàn)沙漠里的超長(zhǎng)待機(jī)（各種意義上的）。

百歲蘭的植物學(xué)繪圖，這些解剖結(jié)構(gòu)不是太典型的裸子植物，但確實(shí)又不是真的被子植物 | Walter Hood Fitch / Curtis's Botanical Magazine (1863)

在如今的氣候下，被子植物把大部分裸子植物逼到了高寒和荒蕪之地?？晒爬系馁I麻藤目，仿佛嘗試過(guò)各種可能的舊日支配者，仍參與到新世界的紛爭(zhēng)中去，演化從來(lái)就沒有什么固定方向和高低之分。堅(jiān)守在沙漠的百歲蘭，波瀾不驚之下暗流涌動(dòng)，它們既是歷史的見證，也是未來(lái)的另一種可能。

原標(biāo)題：《百歲蘭能活一百歲？錯(cuò)，其實(shí)能活兩千歲！》

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