研究表明世界上最古老进化最快的苔藓可能无法在气候变化中生存

一种名为 Takakia 的苔藓已有 3.9 亿年的历史，生活在地球上一些最偏远的地方，包括青藏高原的冰崖。在一个长达十年的项目中，一组科学家攀登了世界上一些最高的山峰来寻找塔卡基亚，首次对其 DNA 进行测序，并研究气候变化如何影响苔藓。

他们发表在《细胞》杂志上的研究结果表明，塔卡基亚是有史以来研究过的进化最快的物种之一，但它的进化速度可能不足以适应气候变化。

Takakia 是一种生长缓慢的微小苔藓，只能在青藏高原以及日本和美国的小片地区发现。研究人员进行了 18 次探险，到达喜马拉雅山 4000 米高的苔藓栖息地，收集样本并研究其栖息地。“我们开始描述和分析活化石，”作者、德国弗莱堡大学植物生物技术学家拉尔夫·雷斯基说。

“在喜马拉雅山，你可以在一天之内经历四个季节，”来自中国首都师范大学的团队成员、植物生物学家、联合考察队队长胡若阳补充道。“山脚下，阳光明媚，天气晴朗，到了半山腰，总是下着小雨，感觉像在云端行走。而到了山顶，却下起了雪。”而且天气很冷。”

“只有一半的路可以开车通行。我们必须爬完剩下的路，”联合探险队领队、首都师范大学植物生物学家李学东说。

当喜马拉雅山在它下面升起时，塔卡基亚已经有 1 亿年的历史了，极大地改变了它的栖息地，迫使它迅速适应——它确实做到了。“我们的想法是尽可能深入地研究第一批陆地植物的历史，看看它们能告诉我们关于进化的什么信息，”雷斯基说。“我们发现Takakia是目前快速进化基因数量最多的基因组。它在基因水平上非常活跃。”

研究小组发现，Takakia 广泛的基因组经过几代的选择而进化，擅长修复断裂的 DNA 和从紫外线损伤中恢复等。

“塔卡基亚植物每年有八个月被大雪覆盖，然后在四个月的光照期间受到高强度的紫外线辐射，”首都师范大学植物生物学家、作家何一坤说。作为回应，植物利用灵活的分枝系统适应了在不同地点生长的能力。“结果，这种连续的分支形成了一个网络结构和一个非常坚固的种群结构，可以有效抵御大雪灾的侵袭。”

对 Takakia 的基因组进行测序也有助于结束关于其分类的长期争论。“人们想知道，它真的是苔藓吗?还是像藻类或地钱之类的东西?因为它结合了古老的特征，”雷斯基说，“但我们的研究表明它是苔藓。”

虽然 Takakia 的基因组随着时间的推移发生了巨大的变化，但其形态几乎没有变化。“你通常会认为，如果你的基因组中有很多突变，在某些时候，形式就会发生变化。我们希望这些发现能够激发一个全新的研究领域——涉及改变基因组和静态形态的进化，”雷斯基说。

该团队还使用卫星天气数据、研究该植物“微气候”的设备以及观察更大生态系统中发生的较大环境变化的延时相机来研究塔卡基亚的环境。他们发现气候正在稳步变暖，高原上的冰川正在迅速融化。他们还观察到，苔藓正经历比以往更高的紫外线辐射。

研究小组在实验室进行的研究表明，塔卡基亚现在所承受的紫外线辐射水平甚至足以杀死其他适应恶劣环境的植物。

此外，研究人员指出，尽管苔藓过去在快速适应方面取得了成功，但即使对于像李和胡这样的专家来说，它也变得越来越难找到。事实上，他们发现，在研究过程中，西藏的塔卡吉亚种群每年减少约 1.6%。

胡说：“我们的预测表明，到21世纪末，全世界适合塔卡基亚生长的区域将缩小到只有1000-1500平方公里左右。” 作者一致认为，这种苔藓很可能无法再存活 100 年。

为了帮助提高苔藓的机会，作者建议对公众进行有关塔卡基亚等鲜为人知的物种的教育。他们还建议国际社会努力整合资源，以便研究人员能够继续研究并采取措施保护苔藓，例如在实验室中培养苔藓。

“植物科学家不能袖手旁观。我们正在尝试在实验室中繁殖一​​些植物，然后将它们移植到我们在西藏的实验地点，”何说。“经过五年的持续观察，发现一些移植的植物能够存活并茁壮成长，这可能是塔卡基亚种群恢复——或者至少是推迟灭绝的曙光。”

“人们有责任在生物多样性保护和恢复中发挥更加积极的作用，”胡说。“我们不仅要关注熊猫、北极熊、白海豚等迷人的动物，还要密切关注这些稀有的小物种。它们在气候变化下更容易受到伤害，比如我们的苔藓塔卡基亚。 ” ”

“我们人类喜欢认为我们处于进化的顶端，”雷斯基补充道。“但是恐龙来来去去，如果我们不小心对待我们的星球，人类也可能会消失。塔卡基亚可能会因为气候变化而死亡，但其他苔藓将会生存，即使我们人类不能。你可以从关于这个星球的历史，也许还有未来的最简单的植物。”

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