美国犹他州的一种被称为Pando的颤杨(Populus tremuloides),它可能是世界上最大的单一生物,也可能是最古老的生物,估计年龄在1.6万到8万年间,甚至可能更老。Pando由47,000棵看似独立的树组成,但它们共享相同的基因库和根系,使其成为一个克隆生物。
潘多的航拍轮廓。(兰斯·奥迪特/潘多之友)
年龄有时候仅仅是个数字罢了,不过对于犹他州一种被亲昵地叫做潘多(Pando )的植物而言,这个数字恐怕会让世间其他所有生物都自叹弗如。
美国的一个科学家团队针对从一大片颤杨(Populus tremuloides)网络里采集的数百份样本展开了测序工作。他们推测,这片面积达 106 英亩(43 公顷)的树林,极有可能早在大约 3.4 万年前的上一个冰河时代末期之前,就由一颗孤零零的幼苗开始生长发育了。令人觉得不可思议的是,一些相对不那么保守的预估结果表明,这棵树甚至有在那之前的数万年前就已经发芽的可能性。
尽管此项研究尚未接受同行评审,然而其结论却有助于缩小人们对于这个无性繁殖生物体在此存在时长的种种猜测范围。在此之前,人们对于其存在时长的猜测差异极大,从几千年到一百多万年不等。
潘多横跨 106 英亩,其中 103 英亩从空中能够看见。(潘多之友)
潘多因其极为壮观的规模早已引发了生物学家们的高度关注,部分人认为它是地球上最大的单一生物体。尽管这些颤杨看上去像是从土壤里生长出来的 4.7 万棵各不相同的树木,但实际上它们都拥有相同的遗传谱系,并且有着一个相互连接的根系网络,这就使得它们仿佛都是同一块木头上的碎片(即源自同一根源)。
单棵树年龄的纪录保持者是加利福尼亚州怀特山脉的一棵未命名的狐尾松(Bristlecone pine),据人们推断它的年龄略超 5000 年。
狐尾松是一些寿命较长的非无性繁殖植物。
然而,像潘多这样的无性繁殖生物体——它的名字意思是“我蔓延”——有着不一样的生存法则。它由三对染色体组成的基因组不容易与同物种内的其他基因组相互混合,这就致使该植物只能借助无性繁殖的方式产生克隆体,而这些克隆体在扎根于周围环境的进程中始终彼此相连。
不管我们把这些近乎相同的细胞所构成的蔓延群体看作是一个单独的个体,还是一群联系紧密的单元,无性繁殖生物体都具备在一个地方持续存活的能力,而它们那些有性繁殖的同类却很容易在相同的地方枯萎消逝。例如,无性繁殖能够让一些真菌物种作为一个持续存在的整体在一个地方存活数百年之久。
潘多早就被怀疑极其古老。为了能更加精准地确定它的实际年龄,研究团队从其树木上采集了大约 500 份根、叶和树皮样本,同时也采集了来自其他并无关联的颤杨的样本,然后对它们的 DNA 进行了测序。
通过运用特定的分析技术来探寻随时间推移而产生的变化,研究人员在各类样本里识别出了 4000 种基因变异。这些变异的突变模式犹如讲述了一个扣人心弦的故事,按照他们所构建的模型来看,这个故事可以追溯到 16000 年到 80000 年前的任意时段。
芝加哥大学的遗传学家罗赞·皮诺对《自然》杂志的海伦娜·库迪亚博尔说道:“你也许会觉得在空间上距离相近的树木在基因方面也会更为相近。但我们所发现的实际情况并非完全如此。我们察觉到了一种空间信号,只不过它比我们预先期望的要微弱许多。”
进一步深入探究其突变历史为何会以这样的方式进行传播,以及潘多是怎样保护其基因组从而避免积累那些不太有用的基因,或许能够让我们知晓为何这种植物以及其他与之类似的植物能够存活如此漫长的岁月。
由于担心潘多存活的时间或许所剩无几了,所以我们竭尽全力去深入了解这种植物应对人类以及自然界可能施加给它的任何影响的能力就显得尤为关键了。
针对其他无性繁殖生物体开展的类似研究甚至有可能会使颤杨失去其现有的地位。在西班牙福门特拉岛附近存在着一片波西多尼亚海草(Posidonia oceanica),有人推测它的年龄也许超过 20 万年前。
我们只能衷心期望潘多能够长久地存在下去,以达到波西多尼亚海草这样的数字。
这项研究能够在预印本服务器 bioRxiv 上查阅获取。