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研究表明世界上最古老、進化最快的苔蘚可能無法在氣候變化中存活

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研究表明世界上最古老、進化最快的苔蘚可能無法在氣候變化中存活


中國西藏波密縣海拔3800-4400米的嘎瓦龍東冰川附近的塔卡基亞野外研究點的地貌景觀 。鳴謝:胡若陽博士 ， 中國北京首都師范大學
據Cell Press：一種名為Takakia的3.9億年前的苔蘚生活在地球上一些最偏遠的地方 ， 包括青藏高原的冰冷懸崖 。在一個長達十年的項目中 ， 一組科學家爬上了世界上最高的一些山峰來尋找高起亞，首次對其DNA進行測序，并研究氣候變化如何影響苔蘚 。
他們發表在《細胞》雜志上的結果表明 ， 高起亞是有史以來進化最快的物種之一——但它的進化速度可能不足以在氣候變化中幸存下來 。
Takakia是一種微小的、生長緩慢的苔蘚 ， 只能在青藏高原的小塊地區以及日本和美國的一些國家找到 。研究人員進行了18次探險，到達苔蘚在喜馬拉雅山4000米高的家 ， 收集樣本，并研究其棲息地 ?！拔覀冮_始描述和分析一個活化石，”作者Ralf Reski說 ， 他是德國弗賴堡大學的植物生物技術專家 。
“在喜馬拉雅山，你可以在一天之內經歷四個季節 ， ”植物學家和合作探險隊隊長胡若陽補充說，他是來自中國首都師范大學的團隊成員 ?！霸谏侥_下，陽光明媚 ， 晴空萬里 。走到一半的時候，總會下小雨——感覺像是在云中漫步 。當你到達山頂時，會下雪，天氣非常冷 ?！?br>“只有一半的路可以開車去 。我們不得不爬上剩下的路，”李學東首都師范大學的植物生物學家兼聯合探險隊隊長說 。
當喜馬拉雅山脈在高起亞下面隆起時，高起亞已經有1億歲了，這極大地改變了它的棲息地，迫使它迅速適應——事實也的確如此 。“我們的想法是盡可能深入地研究第一批陸地植物的歷史，看看它們能告訴我們關于進化的什么，”雷斯基說 ?！拔覀儼l現Takakia是目前快速進化基因數量最多的基因組 。它在基因層面上非?；钴S ?！?br>研究小組發現，高起亞廣泛的基因組經過幾代選擇進化，擅長修復斷裂的DNA，從紫外線損傷中恢復，等等 。
首都師范大學植物生物學家、作家何一坤說:“高起亞植物每年有八個月被大雪覆蓋，然后在四個月的光照期間受到高強度的紫外線輻射 ?！弊鳛榛貞?，植物利用靈活的分枝系統適應了在不同地點生長的能力 ?！敖Y果 ， 這種連續的分枝形成了網絡結構和非常堅固的種群結構，可以有效抵御大雪災的侵襲 ?！?br>對高起亞的基因組測序也有助于結束關于其分類的長期爭論 ?！叭藗兒芤苫?，它真的是苔蘚嗎？或者是像海藻或苔類的東西？“因為它結合了古老的特征，”雷斯基說，“但我們的工作表明它是一種苔蘚 ?！?br>雖然高起亞的基因組隨著時間的推移發生了巨大的變化，但它的形態幾乎沒有變化 ?！澳阃ǔ耄绻愕幕蚪M中有很多突變，在某一點上形式會發生變化 。我們希望這些發現將激發一個全新的研究領域——涉及改變基因組和靜態形態的進化 。
該團隊還利用衛星氣象數據、研究植物“微氣候”的設備以及觀察更大生態系統中發生的更大環境變化的延時相機，研究了高起亞的環境 。他們發現氣候正在穩步變暖，高原上的冰川正在迅速融化 。他們還觀察到苔蘚受到的紫外線輻射比以往任何時候都要高 。

研究表明世界上最古老、進化最快的苔蘚可能無法在氣候變化中存活


活化石Takakia lepidozioides是一種罕見的苔蘚，已經適應了威脅生命的UV-B輻射和青藏高原的極端寒冷 。經過近4億年的進化和適應能力 ， 由于快速的氣候變化，這一物種現在正面臨滅絕 。鳴謝:Michal Rö ssler，德國弗賴堡大學卓越中心
該團隊在實驗室進行的研究表明，高起亞現在經歷的紫外線輻射水平足以殺死適應惡劣環境的其他植物 。
此外，研究人員指出，盡管苔蘚在快速適應方面取得了成功，但它變得越來越難找到，即使是像李和胡這樣的專家 。事實上，他們發現在他們的研究過程中，西藏的高原鼠兔數量每年減少約1.6% 。
“我們的預測表明，到21世紀末，全世界適合高起亞生存的條件區域將縮小到只有1000-1500平方公里左右，”胡說 。作者同意苔蘚可能活不過100年 。
為了幫助提高苔蘚的機會 ， 作者建議教育公眾關于像高起亞這樣鮮為人知的物種 。他們還提出了一項國際努力來整合資源，以便研究人員可以繼續研究并采取措施來保護苔蘚，例如在實驗室中培育苔蘚 。
“植物科學家不能坐視不管 。我們正試圖在實驗室繁殖一些植物，然后將它們移植到我們在西藏的實驗基地，”何說 ?！敖涍^五年的持續觀察，發現一些移植的植物能夠存活并茁壯成長，這可能是高起亞種群復蘇的曙光——或者至少是滅絕的推遲 ?！?br>“人們有責任在生物多樣性保護和恢復中發揮更積極的作用，”胡說 。“我們不僅要關注那些迷人的動物，如熊貓、北極熊和白海豚，還要密切關注這些稀有的小物種 。它們在氣候變化下更加脆弱 ， 比如我們的苔蘚Takakia ?！?br>“我們人類喜歡認為我們處于進化的頂端，”雷斯基補充道 ?！暗强铸垇砹擞肿?nbsp;， 如果我們不小心保護我們的星球，人類也可能會走 。Takakia可能會因為氣候變化而死亡，但是其他的苔蘚會存活下來 ， 即使我們人類不能 。你可以從最簡單的植物中學到很多關于這個星球的歷史，也許還有未來 。”