伍德苏铁,一种珍稀而古老的裸子植物,以其独特的形态和生长习性吸引着人们的目光。作为南非的国宝级植物,它以超强的适应性挺过了多次生物大灭绝;却因为找不到异性伴侣,孤独地见证着地球的沧桑变迁。生物学家理查德·福特写道:“这无疑是世界上最孤独的生物,它变老了,孤独了,注定没有后代。没有人知道它还能活多久。”
“植物熊猫”伍德苏铁
约翰·梅德利·伍德是一位英国植物学家。在漫长的职业生涯中,他对南非的植物进行了广泛的研究,深入考察了当地植物群落,并发现了许多新的物种。
1895年,伍德在诺耶森林中散步。这是南非东部一片生机勃勃的原始森林,靠近印度洋海岸线,气候温暖湿润。森林中树木高大挺拔,树冠层密集,地面覆盖着厚厚的落叶和腐殖质,到处弥漫着泥土和植物的清新气息。
对于植物学家而言,这样的景观可能算不上稀奇。但是惊喜来了,伍德在诺耶森林边缘的一个向南的陡坡上发现了一株他从未见过的植物。只见它共有4个主茎,拥有着如棕榈般挺拔的身姿,高可达6米,树干直径宽达30至50厘米,底部粗壮而顶部逐渐收窄。叶片宛如一把巨大的绿色羽毛扇,长可达1.5米,宽处则有7至15片小叶组成。这些小叶呈优雅的镰刀形,边缘光滑而细腻,仿佛是精心雕琢的艺术品。
其粗壮的树干和独特的叶片形态深深打动了伍德,他用“最英俊的”形容眼前的生命。他兴奋地采集了两根主茎和几株幼苗。除了其中的一株需要邮寄回伦敦进行系统检测,它们都被送进位于南非东海岸的德班植物园接受稀有物种的特殊保护。
最初,伍德认为这是南非大凤尾蕉的变种。但经过多名植物学家的研究,这棵树被确认为一种新发现的植物,并以发现者的名字命名为伍德苏铁。
何为苏铁?苏铁,是地球上现存最古老的种子植物之一,也是唯一保持着羽状深裂、蕨类状叶子的裸子植物,在侏罗纪时期十分繁盛。它的叶子大而坚硬,仿佛一顶巨型的皇冠,种子则散发着特殊的香气,逗引着往来者的食欲。
可不要被它们迷惑!美丽的外表下,苏铁的叶片和种子都有毒,其中所含的苏铁苷将攻击消化道和神经系统。任何食用了苏铁植物的动物都会产生头晕、恶心、呕吐等症状,严重者可导致死亡。考古学家已经在恐龙化石中找到了苏铁类植物的种子,这些种子都保留了完整的果壳,表明恐龙可能会取食苏铁种子。
然而,在经历了两次大灭绝和数轮冰川期的考验后,苏铁却面临着濒危的境地。一方面,随着种群规模的缩小,种群可存活种子的产量趋于下降。另一方面,由于独特的观赏性和药用价值,从野生种群中非法获取苏铁也对其生存构成了巨大威胁。
目前,非洲三分之二的苏铁物种受到威胁,其中四个物种已经在野外灭绝。现存的苏铁类是众多祖先类群遗留下的少数后裔演化而来的,因此苏铁也是充当地球活化石的孑遗植物,被国际誉为“植物界的大熊猫”。而这株遗世独立的伍德苏铁,更是大熊猫中的大熊猫,因为从被发现之日起到现在,人们都没找到它的野生同类。
一个全员雄性的物种达成了
非洲苏铁种群的性别比例通常为1∶1,其中有非常小的种群以雄性为主。但作为雌雄异株植物,只有到了花期,我们才能判断它的性别。拥有长椭圆形小孢子叶球的是雄株,拥有球形大孢子叶球的是雌株。
终于,人类知道了,生长在南非的这棵孤单的伍德苏铁是雄性。人类预计它的寿命可以达到200年左右,如果在此期间人类没能找到另一株雌性的伍德苏铁,它终其一生都没有办法在自然条件下实现有性繁殖。
而大自然的神奇就在于,即便作为一个雄性,伍德苏铁依然可以依靠无性繁殖实现生命的繁衍。这种繁殖方式与多数植物的繁殖方式有所不同,它并不依赖于种子,而是利用植物体的一部分来进行分裂和生长,产生新的植株。一旦侧芽产生并开始生长,它会逐渐发育成一个新的植株。这个过程中,侧芽会不断分裂和增殖,形成新的根系、茎干和叶片。
1899年,伍德将此株伍德苏铁主茎的分枝移植到英国皇家植物园林邱园。这是伍德苏铁首次被移植到国外。
从邱园开始,伍德苏铁开始了更多的旅行。长久以来,科学家们已经成功地繁殖了大量的伍德苏铁副本,并将它们种植在世界各地的植物园和保护区内。但由于担心人工繁殖工最后的茎会被破坏,南非林业部于1916年将这株伍德苏铁从野外移走,在行政首都比勒陀利亚的一个围场内保护起来。2023年2月23日,伍德苏铁被纳入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅰ的保护。
得益于精心的保育,伍德苏铁幸运地活了下来,并且还将继续复制繁衍。如今,在意大利那不勒斯植物园、荷兰阿姆斯特丹的莱登大学植物园以及美国费城市郊的长木花园等地,都可以观赏到这一稀有物种。
铁树开花的生命奇观
裸子植物的历史起源可以追溯到约3.6亿年前的泥盆纪晚期至石炭纪早期。包括伍德苏铁在内的裸子植物,其实没有真正的“花”。所谓真正的“花”,是被子植物特有的繁殖结构,包含雄蕊和雌蕊,分别负责产生花粉和接收花粉。但在裸子植物中,进行繁殖的结构不是“花”,而被称为球花或孢子叶球。球花通常位于植物的顶部或侧部,但与真正的花不同,球花是由孢子叶组成的,它们释放花粉,但不包含胚珠。
作为裸子植物,伍德苏铁自然是开不出“花”的,但它的球花十分壮观。雄株的球花生于伍德苏铁的枝顶,呈圆柱体,长约20至40厘米,直径约15至25厘米,表面覆盖着耀眼的黄橙色绒毛。每当花期来临,这些球花犹如一个个金色的绣球挂在枝头。想要一睹其风采并非易事。苏铁生长十分缓慢,即便是在适应生长的环境中,也需要近十年的时间才会生出像花一般的球花来。成语中“铁树开花”中的“铁树”,指的就是这类植物。
为了增加伍德苏铁的遗传多样性,减少其灭绝的风险,一些科学家还试图将伍德苏铁与最近的近亲物种E. natalensis进行杂交,希望产生含有伍德苏铁遗传基因的后代。相比无性繁殖,这个过程需要75年或更长时间才能完成,理论上可以产生纯种的伍德苏铁种群。然而,叶绿体DNA的基因分析显示所有叶绿体都是承袭自E. natalensis雌株,杂交尚没有获得纯种的伍德苏铁雌株。
随着技术的发展,希望的曙光也一次又一次出现。近年来,英国南安普敦大学研究员劳拉·钦蒂博士开始尝试利用遥感技术和人工智能协助在恩戈耶森林寻找伍德苏铁的雌株。通过使用合成图像训练人工智能模型,研究团队提高了搜索伍德苏铁的效率和准确性。这种图像识别算法能够在不同的生态环境中通过外形来识别苏铁。尽管迄今为止研究团队尚未在恩戈耶森林中发现伍德苏铁的雌株,但这项工作不仅对伍德苏铁的保护具有重要意义,也为全球植物保护提供了新的视角和方法。