为什么银杏水杉被称为活化石:物种存续依据
为什么银杏水杉被称为活化石,核心判定标准是两种植物都起源于远古地质年代,化石记录证明它们曾广泛分布,种群经历大范围灭绝后,仍保留着远古祖先的形态结构,现存个体和千万年前的化石标本差异较小,同时物种没有出现大规模的形态演化更替,该称呼由古植物学界基于化石证据定义,适用边界只针对物种演化历史层面,不能用来判定植株个体的存活年限,一棵百年银杏也不属于化石范畴。银杏最早化石记录可追溯至2亿多年前的侏罗纪,水杉化石在白垩纪地层大量出土,二者都曾遍布北半球,第四纪冰期到来后多数区域种群消失,仅在中国部分山地留存天然种群,这也是它们能被认定为活化石的关键条件。
银杏、水杉的化石分布与种群变迁
银杏类植物在中生代属于北半球广布类群,化石在欧洲、北美、亚洲多地岩层都有发现,当时银杏家族种类繁多,至少有十多个物种。冰期降温压缩了适宜生存区域,欧洲和美洲的银杏全部灭绝,野生银杏仅残存在我国浙江天目山一带,人工栽培种群后来扩散到世界各地。现存银杏的叶片、种子结构,和侏罗纪地层挖掘出的银杏化石对比,形态特征较为接近,没有产生剧烈的器官改造。
水杉的化石研究起步时间更晚,20世纪40年代,植物学家在我国湖北利川发现活体水杉,此前学界只见过水杉化石,普遍认为该物种早已灭绝。水杉化石在白垩纪到新生代早期地层大量出现,曾经广泛生长在欧亚大陆和北美大陆,冰川侵袭后,绝大多数地区的水杉消失,只在川鄂交界的狭窄山谷保留天然种群。
银杏与水杉物种特征对比
| 物种 | 植物类别 | 天然野生分布 | 关键识别特征 |
|---|---|---|---|
| 银杏 | 裸子植物银杏科,单科单属单种 | 浙江天目山少量原生种群 | 扇形叶片,种子裸露,无果实 |
| 水杉 | 裸子植物杉科水杉属 | 湖北利川、重庆石柱、湖南龙山交界山地 | 羽状对生条形叶,落叶乔木 |
裸子植物指种子没有果皮包裹,不会形成果肉包裹的果实,银杏和水杉都属于这类比较原始的植物类群。很多新生代之后演化出来的被子植物,花朵、果实结构复杂,演化速度更快,而银杏、水杉的身体构造长期保持稳定,没有快速分化出新物种。
活化石一词的古植物学定义,包含两个硬性条件。
- 物种拥有久远的化石历史,地质记录中存在大量远古标本
- 现生生物和化石标本形态相似度高,近几百万年演化速率偏低
- 该类群曾大范围分布,之后分布区域大幅收缩,近亲物种大多灭绝
银杏和水杉都满足这三条标准,所以一同被冠以活化石的称呼。
活化石不等于停止演化。
现存银杏、水杉依然存在基因变异,能够持续适应环境变化,只是整体外形、繁殖器官没有发生颠覆性改变。大众容易出现的错误认知,就是认为活化石物种完全不进化,这种理解并不符合古植物学观测结论。
野生银杏和水杉天然种群规模偏小,受栖息地破坏影响,种群更新存在压力,被列入国家重点保护野生植物名录,银杏为国家一级保护野生植物,水杉同样是国家一级保护野生植物。人工栽种的银杏、水杉数量很多,但人工栽培个体不能等同于野生原生种群,原生种群才是保留远古基因的核心资源。
这个称呼侧重物种演化史,不是树木年龄。
