地中海海草床中发现巨型草

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地中海地区茂盛的根茎海草草甸。知识共享署名 Arnaud-Haond 等人 2012, PLoS One。点击图片查看链接。

在巨型植物和真菌克隆的世界中,争夺“最古老、最重、最巨大”头衔的竞争者不乏其人。巨型真菌是一种产生蘑菇的寄生真菌,名为Armillaria bulbosa,跨度达 635 米,估计重达 21,000 磅,树龄超过 1,500 年。“潘多”(又名“颤抖的巨人”)是一片半公里宽的基因相同的白杨树林,估计树龄超过 10,000 年,甚至可能更古老。“克隆之王”是加利福尼亚州莫哈韦沙漠中一个树龄 11,700 年的拉瑞阿克隆。但现在是它们为巨型草让路的时候了。


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Posidonia oceanica 是一种海草——一种开花植物,它追随(或开辟了道路)鲸鱼、海龟、海蛇和许多其他生物的足迹,这些生物体验了陆地生活,认为它不适合自己,然后又回到了海洋。很少有陆地植物这样做,但还有几种与 P. oceanica 相关的海草。它生活在地中海。植物纤维球有时会像巨大的海洋毛球一样被冲到岸边。当它有性欲时,它会结出漂浮的果实,意大利人称之为“海橄榄”。但它也可以像许多植物一样进行无性繁殖,或克隆繁殖,通过地上或地下的茎(称为根茎)缓慢但稳定地繁殖自身。

科学家们发现,温和的地中海海草比任何人猜测的都要古老得多,并在 2 月 1 日在 PLoS ONE 杂志上发表了他们的研究结果。科学家们开始这项调查是因为他们怀疑植物克隆的年龄和大小被严重低估了,原因很简单,许多植物的最大克隆大小往往是研究人员的最大样本量。换句话说,当科学家们以最大 1000 米的间隔采集样本时,他们发现的最大克隆往往是……稍等一下……1000 米宽。因此,作者认为植物的克隆能力、大小和年龄被严重低估了。

因此,作为一项测试案例,他们研究了海草 P. oceanica。此前,测量的最大克隆大小为 80 米……但最大样本量也是如此。他们使用称为微卫星的 DNA 特征作为遗传身份的标记,在 3500 公里的地中海范围内采集了 40 个地点的样本。他们在大约 3% 到 9% 的样本中发现了非常大的克隆,大小从 1 公里到 15 公里不等。请记住——之前测量的最大克隆大小为 80 米。根据已知的 P. oceanica 生长速率(他们使用的数字是 4 厘米/年),他们估计他们的新克隆年龄高达数万年,理论上最大的克隆可能达到 200,000 年,尽管作者认为由于多种原因,如此大的年龄不太可能。不过,如果真是那样,那就意味着这些克隆的亲本在晚更新世就开始发芽了。

克隆生物如何逃脱无性繁殖的问题——即,随着时间的推移,有害突变的积累,而有性重组通常可以作为压力释放阀?作者的结论是,对于 P. oceanica,有几个答案:植物的克隆种群非常庞大,以至于突变不太可能影响到它们的大部分,这种植物的突变率极低,并且该生物的基因型非常适应其环境且具有很强的可塑性;也就是说,这种植物的基因使其能够在一定程度上适应不断变化的环境(不同的大小;不同的生长习性等),而无需通过性行为来洗牌其基因。

在此项研究之前,植物学家就知道 P. oceanica 是地球上生长最慢、寿命最长的植物之一,并且在地中海海底草甸中占主导地位。它缺乏主要的捕食者或竞争者。但人类正在改变这一点。尽管地中海海草寿命极长且稳定生长,但该研究的作者指出,古代地中海海草草甸的萎缩速度(约为每年 5%)比它们达到目前大小的速度快数百倍。鉴于海草生长如此缓慢,这绝不是好消息。

无论如何,作者阐明了他们的观点,即可能存在我们周围尚未被发现的大型和古老的植物和真菌克隆。下一个会是谁?巨型草,认识一下苔藓拉。

 

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