
在我們的生活中,遇見銀杏是一件稀松平常的事。看慣了銀杏樹年復一年地灑落金黃,認為那只是眼中一閃而過的街景。然而,對于銀杏來說,人類才是時間長河里匆匆的過客。
關于銀杏的故事,還要從約三億年前的二疊紀說起。彼時,活躍的地殼運動使大陸板塊聚在了一起,陸地內部變得空前干旱。第一批由海洋登陸的蕨類植物,由于生殖過程無法脫離水,因此逐漸失去了雄霸地球的優越性,取而代之的是更耐旱的裸子植物,而銀杏就是其中一種。
隨后地球生物圈經歷了第三次物種大滅絕,這次滅絕事件是顯生宙(看得見生物的年代)最大的一次生物集群滅絕事件,堪稱大規模滅絕之母。化石記錄表明,包括昆蟲在內的絕大多數生物在這場浩劫中消失,銀杏綱植物也因此瀕臨滅絕。但在晚三疊紀時,銀杏綱物種再一次迅速生長,并在之后的侏羅紀和早白堊紀達到了鼎盛,幾乎遍布全球。
時間來到了早白堊世晚期,這一時期生物的生存和繁殖方式更加靈活,與其他生物互動更多的被子植物出現了,它們不僅開創了“一年生”的生活史,還會選擇適宜的季節開花,用種子的方式度過嚴冬。被子植物迅速“稱霸”地球植物界,銀杏綱植物的生存空間被大大擠壓,然而銀杏的“劫難”并未終止。6500年前的白堊紀—第三紀滅絕事件,多數科學家認為是由行星撞擊地球引起的。“天塌下來,先砸高個兒的”,這場災難不僅使恐龍“團滅”,更是幾乎夷平了陸地上所有的高大樹木。
多次浩劫過后,銀杏成為銀杏綱唯一幸存下來的孑遺種,銀杏連“八竿子打不著的親戚”也找不到了。從260萬年前開始,地球經歷了多次冰河時期,一些生長在地貌復雜山谷中的銀杏幸運地活了下來,這些避難所分別是位于我國東部的浙江天目山、西南地區的貴州務川和重慶金佛山以及南部的廣東南雄和廣西興安。
存活數億年的銀杏,真的只是因為幸運嗎?從2016年開始,華大基因、浙江大學、中國科學院植物所、南京林業大學、中國農業科學院等數家科研單位解碼了銀杏的基因組,向我們揭示了銀杏存活至今的奧秘。
首先,銀杏有龐大的基因組,是人類基因組的3倍多。如果我們把銀杏看作一個小程序,那么基因組就是銀杏的代碼。這些代碼控制著銀杏所有的性狀和行為,比如發芽與落葉的時間、葉子的形狀,等等。如果我們敲代碼時不小心敲錯了字母,就會引發突變事件。突變大多數時候是壞事,可能會導致程序無法運行,但偶爾也可能使本來不那么完美的指令變成一條對植物來說更好的指令。比如,小麥中有一個名為Rht-B1b的基因,這個基因是在突變為半矮稈的小麥中發現的,這個關鍵性基因使小麥的抗倒伏能力顯著增強,產量提高20%以上,直接推動了農業界的“綠色革命”,改變了全球糧食生產格局。銀杏其實也經歷了一次全基因組的加倍事件,也就是說一套代碼復制粘貼為兩套代碼,這就為銀杏的突變事件提供了保障:如果是好的突變,銀杏就有了一條正常的代碼和一條更好的代碼;遇到不好的突變,銀杏則可以用之前的代碼維持生命機制的運行,壞突變并不會讓它們的系統崩塌。因此,銀杏通過全基因組加倍為進化提供了保障。
其次,銀杏基因組中發現了代號為LTR-RT的元件(長末端重復反轉座子),它們可以通過復制自身的方法在基因組里到處移動且越變越多,這種元件在銀杏的基因組里數量奇多。但它們的隨機移動不僅不會破壞基因組,還會給銀杏帶來變數,使銀杏發生突變。
最后,銀杏基因組中有非常多的關于疾病和害蟲的抗性基因。銀杏具有強健的“體魄”。甚至,當年日本廣島遭受美國原子彈襲擊后,在所有植物都無法存活的情況下,銀杏還是能在短時間之內破土而出。現今仍有兩棵“原子彈銀杏樹”存活且枝繁葉茂。
了解了這些知識后,當我們再次遇到銀杏,可以站在這個自然界的“活化石”旁靜靜感受一下,就是這樣看似普通的銀杏,卻聽過大陸漂移的轟鳴,也聽過無數物種誕生又消逝的嘆息。它觸及過冰河期刺骨的寒意,也看見過翼龍掠過長空投下的巨大身影,感受過第一株被子植物綻放的羞澀,也曾在末日到來時蜷縮在山谷瑟瑟發抖。如今,銀杏在人類世界繼續茁壯生長著。由于其極高的觀賞性和藥用價值,銀杏再一次搭乘人類的便車遍布全球,并且基因組的數據表明,這些銀杏都是從中國東部以天目山為代表的野生種群中走出去的哦!我們常見的銀杏只是這個大家族中的一員。銀杏的葉形不只有扇形,讓我們來欣賞一下銀杏豐富多彩的葉形吧!

從左至右依次為:
1.圣克魯斯(San.♂)
2.薩拉托格(Sar.♂)
3.垂葉(Chu.)
4.垂枝銀杏(Pen.♂)
5.筒葉銀杏(Tub.)
6.展冠銀杏(Hor.)
7.斑葉(Ban.♂)
8.金絲(Jin.♂)
9.沂源葉籽(Yez.♀)
10.塔形銀杏(Fis.♂)
11.金兵普林斯頓(Pri.♂)
12.費爾蒙特(Fai.♂)
13.大耳(Lar.♂)
14.金秋(Aut.♂)
15.雄峰(Male-♂)
16.葉籽銀杏(Oha.♀)
17.萊頓(Lei.♂)
18.垂乳銀杏(Tit.)
19.平展(Pin. ♀)
20.窄冠(Nar.♀)
21.特雷尼亞(Tre.♀)
22.國內銀杏實生雄株(CK)
(圖片來源:《銀杏觀賞品種的葉片形態特性》)