青藏高原上的苔藓

在所有苔藓中，藻苔属（Takakia）是世界上最古老的陆地植物之一，它们见证了恐龙的来去，逃过了数次大灭绝……然而，在一项新发表于《细胞》杂志上的研究中，来自中国的科学家与合作者发现，在气候变化的影响下，这些古老而顽强的物种，可能正面临灭绝。

大约3.9亿年前，含有藻苔属的进化分支从其他苔藓植物（藓类、苔类和角苔类植物）中分离出来。藻苔属是由两种苔藓物种构成的，藻苔（Takakia lepidozioides）和角叶藻苔（Takakia ceratophylla），它们单独出现于美国和日本，但只在喜马拉雅山脉的青藏高原上被发现一起生长。

藻苔属有一些完全不同于其他植物的特征，比如它们有羽毛状的叶子，不像现代植物的叶子那样有上下之分，它们也没有大多数植物用来控制氧气和二氧化碳流动的气孔。另外，藻苔属看起来与其他苔藓也非常不同，事实上，在很长一段时间里，人们甚至不确定它们是否是苔藓植物。

古老而顽强

为了更好地了解这种不同寻常的植物，研究人员在海拔4000多米的青藏高原进行了长期研究。在11年的时间里，他们收集了很多样本，并对它们进行了基因组测序。不仅如此，他们还收集了许多周围生态系统的数据，并将收集到的现代样本与一块1.65亿年前的藻苔属化石进行了比较。

在1.65亿年的时间里，藻苔属在物理外观上没有任何改变。从基因角度看，它们的基因组长度与苔藓植物的平均长度相当——有27,467多个基因，但其中有121个快速进化基因。这是已知的拥有最多数量的快速进化基因的苔藓类植物。

研究人员调查了藻苔属抵抗太阳辐射的能力。他们发现，当藻苔属暴露在大量紫外线下时，它们并不会受到伤害，而是产生大量的黄酮类化合物和多不饱和脂肪酸等代谢物来抵御来自太阳的有害辐射。与此同时，藻苔属也适应了极寒的温度，它们可以在积雪下休眠8个月，并在宝贵的三到四个月见光期，完成所有的生长和繁殖。

所有这些特征，都是在大约5000万年前进化的。研究人员推测，这与印度大陆与亚洲在6500万年前的碰撞有关。在碰撞发生之后，喜马拉雅山脉开始形成。随着喜马拉雅山脉的隆起，大约到了5000万年前，藻苔属栖息地的海拔上升，暴露在了更强的紫外线、更低的温度和更多的雪中。因此，这些小小的植物必须适应这种环境的变化。

面临灭绝？

然而，这些顽强地生存了数亿年的植物，现在却似乎陷入了困境。

研究人员发现，无论藻苔属以多快的速度调整自己的基因，在过去11年里，它们在青藏高原上的覆盖率每年下降约1.6%，比周围其他的任何苔藓减少的速度都更快。研究人员认为，这种减少与平均气温在2010年至2021年之间每年上升0.43°C（有记录以来的最高增幅）有关。

研究人员预测，到21世纪末，世界上适合藻苔属生存的环境将仅剩1000到1500平方公里，甚至这些最古老的苔藓到那时可能已经灭绝了。

不过，也有人对这些顽强的苔藓的命运持乐观态度。因为尽管青藏高原上的藻苔属可能最终会灭绝，但其他地方也存在藻苔属种群，或许这些藻苔属也能在其他地方生根发芽。

另外，有科学家提出，温度可能不是导致藻苔属数量下降的唯一原因，因为它们对其他环境变化很敏感，比如空气质量和湿度，因此目前并不能直接将藻苔属的衰退归咎于温度上升。

目前，研究人员正在培育藻苔属的亚种群，并将它们移植到青藏高原之外的其他地区，希望能给这种古老的苔藓带来新的生命力。藻苔属目睹了恐龙的来去，见证了人类的到来，我们或许可以从这些微小的植物中，了解到一些关于恢复力和灭绝的知识。

参考来源：

https://www.sciencenews.org/article/fastest-evolving-moss-adapt-climate-change

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.003https://www.nature.com/articles/d41586-023-02514-8

封面图&首图：Stu Crawford / Wikimedia Commons