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見證恐龍滅絕和大熊貓進化的它,如今子孫遍布全球

媒體:原創  作者:世界自然基金會   專業號:世界自然基金會 2024-01-29 11:25:56

見證恐龍滅絕和大熊貓進化的它

圖源維基百科

1億多年前的白堊紀早期,恐龍類動物幾乎主宰了陸地所有階層的生態位,晚白堊紀更是恐龍物種數量的巔峰時期。

水杉的祖先,正是誕生于中生代白堊紀及新生代。當時地球氣候溫暖濕潤,在歐、 亞、北美三洲, 皆發現很多水杉化石。水杉屬植物以北極為中心廣泛分布于北半球各地。

水杉葉片及球果化石 圖源維基百科

恐龍大滅絕發生在6500萬年前,所有的非鳥恐龍、滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、菊石亞綱以及多種植物在這時集體滅絕,水杉逃過了這次劫難。

800萬年前,大熊貓的祖先始熊貓從熊科動物的共同祖先中獨立出來,大熊貓開始單獨演化,歷經小種大熊貓、武陵山大熊貓、巴氏大熊貓,一直到現代大熊貓。

祿豐始熊貓復原圖?武漢自然博物館

考古證據顯示,大熊貓在歷史上曾經活動在中國的西南、西北、華南、華中、華北甚至中國之外的緬甸,現代卻僅剩下四川、陜西、甘肅的部分區域,棲息范圍已經大面積縮減,是典型的孑遺生物(詳見文末科普卡片)。

巴氏大熊貓骨架模型 ?武漢自然博物館

時間來到250多萬年前至15000年前的第四紀大冰期,地球成為一個為冰雪所覆蓋的“冰球”。大熊貓逃過了滅絕的命運,但包含水杉在內的第三紀植被遭受“滅頂之災”。

直到1941年之前,植物學界普遍認為水杉早在200萬年前就從地球上消失。要想了解古老的水杉,只能從化石中尋找它們沉睡的蹤影。

世界上似乎突然冒出了一只恐龍

——耗時7年終于確定水杉的存在

1941年冬,中央大學森林系教授干(gan)鐸在去重慶的路上,途徑湖北利川謀道鎮,看到一株高大的落葉喬木,似杉非杉,似松非松,感覺到很稀罕。由于是冬季無法采集到枝葉和果實標本,只好作罷。于是便委托萬縣農校楊龍興代采。因歷史原因,楊于次年(1942)采集的標本在傳遞過程中丟失。

1943年,當時的中央林業實驗所王戰在前往神農架考察途中,楊龍興向他介紹了那棵樹,于是王戰專程前往采集,得到有葉子有果實的標本,并了解到當地人稱此樹為“水桫(suō)”(樹旁有一座小廟,橫匾上有“水桫廟”三個字),王戰認為這種樹可能是一種未被記載的新種。但他沒有把握,只在標本上寫下了“水松”的名字。

1945年,標本轉輾到原中央大學教授鄭萬鈞手里,仍然無法命名,后來派學生1946年再去采集標本,在此基礎上發表了“中國唯一的巨樹”,這是關于水杉的最早報道。由于當時資料欠缺,鄭教授便把標本郵寄到北平胡先骕教授,請他鑒定。兩人經過反復研究鑒定,最后定名為“水杉”。

兩人于1948年聯名發表了《水杉新科及生存之水杉新種》的論文。至此,水杉被正式發現和科學命名!

水杉 ?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

水杉新種一經發表,如平地驚雷,立刻引起國際上植物學界的轟動!在我國未向世界宣布發現活水杉之前,古生物學界都認為水杉早在200萬年前就從地球上消失了。

宣布消失200萬年的水杉又在地球上出現了,當時美國新聞界認為“世界上似乎突然冒出了一只恐龍!”。為了一睹該“神樹”的風采,釋疑一系列科學問題,全世界共有80多個國家地區的科學家紛紛前來考察、研究。

科考現場  圖源維基百科

得當的保護,讓它現在遍布全球

水杉,是承載兩千多萬年以來地質、氣候、生態等諸多自然因素變遷的親歷者;

是第三紀以來古老植物起源、分化、演替、發展的見證者;

是集特有、珍稀、瀕危、孑遺樹種于一身的活標本、活檔案。

水杉之美

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

歷經千百萬年來氣候變幻的嚴峻考驗和物競天擇、適者生存的艱苦磨難,曾經盛極一時,遍布北半球各地的水杉,僅僅幸存于中國武陵山系的局部地區,包括湖北利川、重慶石柱、湖南龍山。

謀道水杉王(一號水杉)?冉建秀

小河水杉林 ?冉建秀

水杉是中國特有單種屬樹種,新中國成立以來中國十分重視水杉的保護:

1973年,在水杉原生古樹分布較為集中的利川縣設立利川水杉母樹管理站,專門從事古水杉的保護和水杉繁殖研究(包括種子育苗和無性扦插);

1978年,水杉繁育技術獲全國科學大會獎;

1984年,被國家環境委員會列為國家一級重點保護的珍稀瀕危植物;

1999年,被國務院列為國家一級重點保護的野生植物;

2013年,被國際自然保護聯盟(IUCN)紅色名錄列為瀕危物種(EN);

2021年,再次被國務院列為國家一級重點保護的野生植物。

水杉的保護手段主要分為遷地保護、就地保護和種質資源與基因文庫保存。

01.遷地保護

遷地保護:武漢植物園、華南植物園、廬山植物園對水杉進行遷地保護;

利川通過建立水杉種子園、水杉林木良種基地對水杉種質資源進行遷地保護。

02.就地保護

湖北星斗山、湖南洛塔、重慶黃水通過建立自然保護區或森林公園,在水杉原生棲息地對水杉實施就地保護;

03.種質資源與基因文庫保存

國家西南種質資源保存庫(云南)保存水杉種子;但水杉基因(DNA片段)保存工作尚未成熟。

對0001號水杉原生母樹采取引根復壯措施

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

采集水杉原生母樹枝條進行扦插育苗

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

如今,我國北起遼寧、北京,南至兩廣、云貴高原,東起東海、臺灣,西至四川盆地,均栽培成功。同時,中國以開放包容的姿態,與全世界共享科研成果,使亞洲、非洲、歐洲、美洲、大洋洲(新西蘭)等50多個國家和地區引種成功。

這個曾經在地球上盛極一時而后幾近絕跡的樹種,以星火燎原之勢,重新遍布全球。水杉也成為中國傳播友誼的使者。

走進水杉林

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

認識水杉——

看看身邊的“活化石”有哪些特征?

了解了水杉的前世今生,再來看看你身邊能不能找到“活化石”!

一看樹高

水杉是一種十分高大的落葉喬木,植株可高達35米,胸徑達2.5米,樹干基部常膨大;

佛寶山520水杉 ?冉建秀

一人無法環抱的樹干 圖源維基百科

二看樹枝

水杉枝斜展,小枝下垂,樹冠呈圓錐形或寶塔型,枝葉稀疏;

水杉樹冠呈圓錐形或寶塔型

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

三看樹葉

一年生水杉枝光滑無毛,幼時綠色,后漸變成淡褐色,二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色;側生小枝排成羽狀,冬季凋落;

水杉的樹葉 圖源維基百科

四看枝條

水杉主枝上的冬芽卵圓形或橢圓形,頂端鈍,葉條形,上面淡綠色,下面色較淡,沿中脈有兩條較邊帶稍寬的淡黃色氣孔帶,葉在側生小枝上列成二列,呈羽毛狀,冬季與枝一同脫落。

水杉的枝條 圖源維基百科

水杉雌花與雄花共生枝條

五看果實

水杉的果實呈球形,球果下垂,成熟前綠色,熟時深褐色; 種子扁平,周圍有翅,先端有凹缺;

水杉不同時期的球果 圖源維基百科

既然遍布全球,

為什么還要繼續開展保護工作?

80余年間,水杉在我國從發現——開展保護工作——遍布全球,讓世界都能夠通過這一株樹木對幾千萬年前的世界展開想象。水杉能有這樣的結果,離不開一線保護人員的努力。

湖北星斗山國家級自然保護區管理局作為0001號水杉母樹的所在地,常年配合世界各地開展水杉的遷地保護及在地保護,并采用扦插繁育的方式開展水杉原生母樹基因保存工作。地球上現存的很多水杉都是從湖北恩施走出去的。

水杉保護雖然取得了巨大成果,但依然困難重重。

扦插原生母樹

?湖北星斗山國家級自然保護區管理局

中國科學院武漢植物園前副園長許天全老師從事植物學研究40多年,他列舉出以下6個全球共通的水杉保護面臨的挑戰:

1. 母樹衰老、繁殖率低、中幼林世代交替失衡(天然更新苗木極少),導致水杉群落自然更新能力差、野生種群日益縮小(物種自身層面);

2. 植物群落逆向演替,自然分布地或逐漸喪失(群落層面的影響);

3. 物種遺傳機制受限,遺傳多樣性逐步降低(自身基因層面);

4. 遺傳基因(DNA文庫)保護尚未成熟(保護策略層面);

5. 人為干擾依然存在(社會影響層面);

6. 全球氣候變化對水杉區系的影響研究缺乏(生態影響層面)。

保護工作任重而道遠,作為非一線工作人員,其實多了解一點水杉、走近欣賞一片水杉林、在野外撿起一片垃圾,都是對保護工作的支持。

世界濕地日(2月2日)即將到來,濕地,正是水杉的主要生長環境之一。今年濕地日的主題為:濕地與人類福祉。目標是強調人類福祉在許多方面(身體、精神和環境)和世界濕地的健康緊密相連。

世界濕地日官方海報??聯合國

今年不如找時間去到位于湖北利川的湖北星斗山國家級自然保護區,一睹和恐龍同時代的“活化石”帶來的震撼!

有獎互動環節:評論區說出你身邊有水杉的濕地公園,點贊前三的朋友將獲得WWF環保袋一個!

2月2日世界濕地日12:22截止

科普卡片:什么是“活化石”和孑遺生物?

自然界的某些物種,在現實中找不到與之近似的物種,但在化石中可以找到形態相似的,且這樣的物種從最早獨立演化的祖先開始,形態模樣上幾乎沒有任何改變。那么,這樣的物種從化石證據看,演化過程呈現一條直線,沒有分支,也幾乎沒有中斷。從物種的起源和演化的角度說,這樣的物種就可以被稱為“活化石”。

“孑”的意思是單一。如果某一物種在歷史上曾廣泛分布,數量眾多,到了現代卻出現數量銳減,棲息地大幅度變小的情況,就被稱為“孑遺生物”。

概括起來,孑遺生物一定是“活化石”,而“活化石”不一定是孑遺生物。

廣義上的孑遺生物包含了任何遠古時代就存在,而現今仍有殘存族群的生物,其中包含了活化石;在其漫長的演化史中,經歷了一次或數次滅絕事件,大部分族群已滅絕,僅剩稀少殘存而地理孤立的族群,但不應包括仍廣泛大量存在的活化石(例如蟑螂、蜻蜓)。

參考資料:

《活化石植物——水杉》作者:趙興華

https://www.un.org/zh/observances/world-wetlands-day

https://zh.wikipedia.org/wiki/水杉

鳴謝:湖北星斗山國家級自然保護區管理局、許天全、武漢自然博物館

撰文:貓投鶯

審核:張新橋、唐雨薇、張國月

排版:??

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