【银杏树介绍】我们生活中常见的银杏是濒危物种吗？基因测序可以揭示答案

门

作为银行的原籍国，中国的银杏种植、观赏历史悠久、范围广，涵盖了非常丰富和深厚的文化内涵。

古代，银杏树的气魄和奇异的风骨受到世人的喜爱，王位、苏东坡等著名时事家对他写下了赞美。

1983年，银杏被正式宣布为四川成都的试水，多年来成都人对它怀有特殊的情节和喜爱。

铺天盖地的银杏叶

“一夜霜，城市银行黄”，到了秋季，国内部分城市的街道被银行落叶镀上耀眼的黄色，当地人形象地称之为“黄金大道”。

这棵高大的落叶乔木以笔直的身躯和芳华绝对的落叶成为各地区著名的观赏植物。近年来，很多高校也更喜欢在校园里种植大银杏树，其中不乏成为话题的“网红景点”。

银行路已经成为网红景点

银杏现在被全世界广泛种植，深入人们的日常生活，成为秋天路边美丽的风景。但是在这条街上可以看到的银杏树被列为《世界自然保护联盟濒危物种红色目录》。也就是说，银杏是濒危物种，其濒危程度也引起学术界的广泛关注。

植物界的“活化石”

银杏被称为植物界的“活化石”，其单体的寿命相当可观，通常一棵银杏可以超过1000年，稳固地占据“长寿之王”的宝座。

《美国国家科学院院刊》 (PNAS)杂志刊登了关于银行长寿的研究结果，科学家们发现银行长寿的秘诀在于生长过程中产生的大量保护化学物质。这些物质包括氧化剂、抗菌剂等数百种植物激素，有助于银杏抵御各种疾病和恶劣的自然环境。

银杏长寿

一般植物到了一定时间后，体内与衰老相关的基因会自行“启动”，进入衰老阶段，不可逆转。银杏打破了这一自然规律，其基因没有类似的程序。即使年龄增长，抗病能力和环境适应能力也不会下降。

简而言之，银杏的防御体系非常强大，持续时间很长，他们的基因自然缺乏关于衰老的命令和程序。

这样“逆天”的能力令人羡慕，也可以理解银杏为什么能成为植物界的“活化石”。因为寿命太长了。

被称为“活化石”的银杏叶

银杏与恐龙处于同一时代，从古代到现代见证了地球的巨大变迁。大约2.7亿年来，二叠纪、整个银行家族依然旺盛，相亲的义马银行、武柄银行、铁丝蕨等银行类植物在大地上茂盛地生长着。

银杏类植物从侏罗纪和早期白垩纪发展到鼎盛时期，5个科同时存在，世界各大洲都笼罩着他们的影子，赤道是唯一未被占领的地方。

在三叠纪末和白垩纪末大灭绝中，生物多样性受到重创，大量古代生物灭绝，银杏纲物种也不例外。除了现在这样的银行，银行家族几乎全军覆没，在自然界消失得无影无踪。

银杏群体结构分析

白垩纪后期，被子植物迅速崛起并大幅增长，银杏和其他裸植物的生存空间进一步恶化。此外，受寒冷气候的影响，银行的分布区域开始急剧减少，数量锐减到灭绝的边缘。

中国的银行大华硕记录可以追溯到早期的始新世。现在中国南部也已经成为银行在地球上的最后栖息地，现存的银行也是银行门植物中唯一的成员。

我们经常看到xx门和xx河，其实是科学家对生物的分类，都有边界、门、河、木、果、属、几大类。从进化的角度来看，几乎所有生物都有近亲关系，至少也要有属于同一个“河”的物种。

银杏分类

但是银行现在分为银行河-银行木-银行和-银行属。

银杏种，换句话说，如果银杏灭绝，那么这一门的植物将永远消失在地球上。所以，银杏的珍稀程度可见一斑。

遍布世界却成濒危物种

此外，判断植物珍稀程度的条件与动物不同，数量并非是决定性因素，其基因的多样性和野外分布情况才是最需要考虑的。银杏不但沦为银杏纲目仅存的独苗，其野外生存状况也是极其不容乐观。

此前的调查显示，只在浙江天目山的山林里发现了野生银杏大树，并且，在其周围已经有大约10年没有出现过天然更新的幼树，成活的银杏幼苗几乎也不会超过3年。和华南虎一样，银杏几乎快要被宣布野外灭绝。

天目山万年银杏树

与野生银杏树所面临的新生危机不同，人工繁殖的银杏可谓生机勃勃。如今我们在街道两旁能够见到的大量银杏，都是通过人工繁育而来的。

银杏自然的播种时间实在太长，通过人工插杆和移植便能短时间内栽培出新的银杏树，种植出一大片银杏树林来。

然而，这种人工繁育而来的银杏与天然繁殖的银杏有着本质上的区别，严格意义上来说，插杆其实等同于“克隆”。

硬枝扦插是一种无性繁殖，只携带有雌株或雄株的基因，也就是说，通过插杆种植出100万棵银杏树也都是1棵银杏母体的“翻版”，它们在基因多样性上没有任何区别。

扦插类别

过高的基因相似性是非常不利于生存繁衍的，因为这意味着它们难以适应环境的变化，一旦外界发生较大的改变，物种很有可能便会直接灭绝。

例如疾病的传染，基因相似的个体都没有抵御这种疾病的能力，那么这一种群的数量将会大幅下降，最终绝迹。

天然传播、种子自然发育的银杏便不会存在这种问题，作为雌雄异株植物，银杏必须通过雌雄结合的有性繁殖方式才能生长出果实，所以天然银杏树的种子基因是会变化的。

银杏种子

缺乏野生物种、单一的遗传、同属内多样性日渐减少、天然幼苗存活期短暂、分布地区日趋局限、依赖人工繁殖，银杏树可以算是迎来了演化的衰落期，难怪会被列入濒危物种名录了。

即便如今人工种植银杏的技术已经非常成熟，银杏早已成为屡见不鲜的观赏植物，但它的保护等级也不会随之改变。

对于珍稀动植物的保护，保留个体只是最基本的目标，科学家们更看重的是保护物种和生态的多样性，以及基因和遗传多样性。

基因多样性

基因测序：银杏的遗传变异可能性

眼下，银杏极为单一的基因预示着属于它的时代即将走到尽头，银杏基本上已经不存在任何“亲缘”，它的家族早已不再像数万年前一般繁茂庞大，一旦现存的银杏无法适应不断变化的环境，那么它们就会彻底成为活在历史记忆中的标本。

银杏真的迎来了其生存的末端吗？浙大生命科学学院的科学家对银杏进行了基因测序，结果令人感到欣慰，银杏的基因还存在遗传变异的可能性！

一个物种是否真正到了穷途末路，关键在于其是否维持着较高水平的遗传变异。

这其实也很好理解，生物进化会导致后代与祖先的差异越来越大，就拿人类来说，现代智人与远古时期的人类在外观上就存在显著的差别。

人类进化

但银杏的外观与发现的上亿年前的化石相比，几乎没有任何不同，也就是说银杏至少2亿年没有发生形态变化。这在进化生物学领域称为罕见的“形态静滞”，但这并不能说明银杏的基因不会再次变异。

在研究中，科学家利用特异性位点扩增片段（SLAF）测序技术，利用来自一棵银杏树的 94 颗种子的巨型配子体构建了高密度遗传图谱。

这项研究对于银杏的保护与未来发展状况具有重大的意义，实验中采取的银杏是来自世界范围的最广泛的银杏样品，包括大多数有记录的古银杏树。

银杏基因实验

研究人员一共从51 个种群中抽取了 545 个银杏个体，几乎涵盖了全球所有的银杏自然分布和生长地点。通过对 545 个银杏基因组进行重测序，揭示了这一活化石的进化历史。

并且，利用核和叶绿体基因组数据，人们得以知晓银杏地理分布的主要生物气候变量，了解了自然选择在银杏种群生存和恢复中的潜在作用。

尽管理论上的成果令人惊喜，但事实却非常严峻，因为野外银杏种群根本没有更新幼树，而野外发展出幼苗是银杏再次被“盘活”的基础。

银杏幼苗

野生银杏由于繁殖困难，根本无法形成树林，所以即使它们的基因存在遗传变异可能性，也不存在发生的客观条件。

香蕉也曾经历灭绝？

事实上，类似于银杏处境的还有香蕉，这种遍及全球、产量丰厚、家喻户晓的“现象级水果”。

我们现如今常吃的香蕉，应该叫做华蕉，和20世纪初期盛行的大麦克蕉不是同一个品种。历史上，大麦克蕉受尖孢镰刀菌引起的香蕉黄叶病影响，几乎已经“灭绝”了，世界范围内的香蕉种植业都遭受重创。

香蕉也曾灭绝

究其本源，还是和基因多样性减少有关。香蕉是一种三倍体植物，经由人工长期杂交育种，已经不能实现有性生殖，所以香蕉只能依赖人工无性生殖不断“克隆”。

但从商业角度来说，这是最为有利的，因为基因组高度相似的香蕉往往味道稳定、品质统一，能够带来较大的经济效益。

然而，当疾病来临时，这些堪称完美经济作物的香蕉却如临大敌。因为同样优秀的香蕉个体内部不会再进化，它们都没有抵抗疾病的能力和手段。

人工繁殖的香蕉

黄叶病被称作香蕉界的“艾滋”，感染后的香蕉会从叶片开始枯萎，随后整体腐烂，就连种植的这片土地也会随之被污染，至少50内无法再种植香蕉。

曾是欧美最主要栽培品种的大麦克香蕉竟然在百年不到的时间内便陨落了，香蕉面临着有史以来最大的生存危机。

拯救香蕉种植业的正是中国的香蕉品种华蕉，受地域和基因的差异，华蕉具有很强抵抗黄叶病的能力。

很快，在此浩劫中顽强存活下来的华蕉也渐渐在世界范围内得到推广，成为世界主要栽种的香蕉品种。

香蕉黄叶病

针对类似银杏一样的濒危植物，我国现已设立了植物基因池，通过人工干预杂交的方式来挽救稀有植物的濒危现状。

但是介于大麦克蕉的前车之鉴，如果银杏树之间面临这样一场流行病，那么它们就同样将面临极大的生存危机。