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見(jiàn)證恐龍滅絕和大熊貓進(jìn)化的它

圖源維基百科

1億多年前的白堊紀(jì)早期，恐龍類(lèi)動(dòng)物幾乎主宰了陸地所有階層的生態(tài)位，晚白堊紀(jì)更是恐龍物種數(shù)量的巔峰時(shí)期。

水杉的祖先，正是誕生于中生代白堊紀(jì)及新生代。當(dāng)時(shí)地球氣候溫暖濕潤(rùn)，在歐、 亞、北美三洲, 皆發(fā)現(xiàn)很多水杉化石。水杉屬植物以北極為中心廣泛分布于北半球各地。

水杉葉片及球果化石 圖源維基百科

恐龍大滅絕發(fā)生在約6500萬(wàn)年前，所有的非鳥(niǎo)恐龍、滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、菊石亞綱以及多種植物在這時(shí)集體滅絕，水杉逃過(guò)了這次劫難。

800萬(wàn)年前，大熊貓的祖先始熊貓從熊科動(dòng)物的共同祖先中獨(dú)立出來(lái)，大熊貓開(kāi)始單獨(dú)演化，歷經(jīng)小種大熊貓、武陵山大熊貓、巴氏大熊貓，一直到現(xiàn)代大熊貓。

祿豐始熊貓復(fù)原圖?武漢自然博物館

考古證據(jù)顯示，大熊貓?jiān)跉v史上曾經(jīng)活動(dòng)在中國(guó)的西南、西北、華南、華中、華北甚至中國(guó)之外的緬甸，現(xiàn)代卻僅剩下四川、陜西、甘肅的部分區(qū)域，棲息范圍已經(jīng)大面積縮減，是典型的孑遺生物（詳見(jiàn)文末科普卡片）。

巴氏大熊貓骨架模型 ?武漢自然博物館

時(shí)間來(lái)到250多萬(wàn)年前至15000年前的第四紀(jì)大冰期，地球成為一個(gè)為冰雪所覆蓋的“冰球”。大熊貓?zhí)舆^(guò)了滅絕的命運(yùn)，但包含水杉在內(nèi)的第三紀(jì)植被遭受“滅頂之災(zāi)”。

直到1941年之前，植物學(xué)界普遍認(rèn)為水杉早在200萬(wàn)年前就從地球上消失。要想了解古老的水杉，只能從化石中尋找它們沉睡的蹤影。

世界上似乎突然冒出了一只恐龍！

——耗時(shí)7年終于確定水杉的存在

1941年冬，中央大學(xué)森林系教授干（gan）鐸在去重慶的路上，途徑湖北利川謀道鎮(zhèn)，看到一株高大的落葉喬木，似杉非杉，似松非松，感覺(jué)到很稀罕。由于是冬季無(wú)法采集到枝葉和果實(shí)標(biāo)本，只好作罷。于是便委托萬(wàn)縣農(nóng)校楊龍興代采。因歷史原因，楊于次年（1942）采集的標(biāo)本在傳遞過(guò)程中丟失。

1943年，當(dāng)時(shí)的中央林業(yè)實(shí)驗(yàn)所王戰(zhàn)在前往神農(nóng)架考察途中，楊龍興向他介紹了那棵樹(shù)，于是王戰(zhàn)專(zhuān)程前往采集，得到有葉子有果實(shí)的標(biāo)本，并了解到當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)此樹(shù)為“水桫（suō）”（樹(shù)旁有一座小廟，橫匾上有“水桫廟”三個(gè)字），王戰(zhàn)認(rèn)為這種樹(shù)可能是一種未被記載的新種。但他沒(méi)有把握，只在標(biāo)本上寫(xiě)下了“水松”的名字。

1945年，標(biāo)本轉(zhuǎn)輾到原中央大學(xué)教授鄭萬(wàn)鈞手里，仍然無(wú)法命名，后來(lái)派學(xué)生1946年再去采集標(biāo)本，在此基礎(chǔ)上發(fā)表了“中國(guó)唯一的巨樹(shù)”，這是關(guān)于水杉的最早報(bào)道。由于當(dāng)時(shí)資料欠缺，鄭教授便把標(biāo)本郵寄到北平胡先骕教授，請(qǐng)他鑒定。兩人經(jīng)過(guò)反復(fù)研究鑒定，最后定名為“水杉”。

兩人于1948年聯(lián)名發(fā)表了《水杉新科及生存之水杉新種》的論文。至此，水杉被正式發(fā)現(xiàn)和科學(xué)命名！

水杉 ?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

水杉新種一經(jīng)發(fā)表，如平地驚雷，立刻引起國(guó)際上植物學(xué)界的轟動(dòng)！在我國(guó)未向世界宣布發(fā)現(xiàn)活水杉之前，古生物學(xué)界都認(rèn)為水杉早在200萬(wàn)年前就從地球上消失了。

宣布消失200萬(wàn)年的水杉又在地球上出現(xiàn)了，當(dāng)時(shí)美國(guó)新聞界認(rèn)為“世界上似乎突然冒出了一只恐龍！”。為了一睹該“神樹(shù)”的風(fēng)采，釋疑一系列科學(xué)問(wèn)題，全世界共有80多個(gè)國(guó)家地區(qū)的科學(xué)家紛紛前來(lái)考察、研究。

科考現(xiàn)場(chǎng)  圖源維基百科

得當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，讓它現(xiàn)在遍布全球

水杉，是承載兩千多萬(wàn)年以來(lái)地質(zhì)、氣候、生態(tài)等諸多自然因素變遷的親歷者；

是第三紀(jì)以來(lái)古老植物起源、分化、演替、發(fā)展的見(jiàn)證者；

是集特有、珍稀、瀕危、孑遺樹(shù)種于一身的活標(biāo)本、活檔案。

水杉之美

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

歷經(jīng)千百萬(wàn)年來(lái)氣候變幻的嚴(yán)峻考驗(yàn)和物競(jìng)天擇、適者生存的艱苦磨難，曾經(jīng)盛極一時(shí)，遍布北半球各地的水杉，僅僅幸存于中國(guó)武陵山系的局部地區(qū)，包括湖北利川、重慶石柱、湖南龍山。

謀道水杉王（一號(hào)水杉）?冉建秀

小河水杉林 ?冉建秀

水杉是中國(guó)特有單種屬樹(shù)種，新中國(guó)成立以來(lái)中國(guó)十分重視水杉的保護(hù)：

1973年，在水杉原生古樹(shù)分布較為集中的利川縣設(shè)立利川水杉母樹(shù)管理站，專(zhuān)門(mén)從事古水杉的保護(hù)和水杉繁殖研究（包括種子育苗和無(wú)性扦插）；

1978年，水杉繁育技術(shù)獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)；

1984年，被國(guó)家環(huán)境委員會(huì)列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危植物；

1999年，被國(guó)務(wù)院列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的野生植物；

2013年，被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄列為瀕危物種（EN）；

2021年，再次被國(guó)務(wù)院列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的野生植物。

水杉的保護(hù)手段主要分為遷地保護(hù)、就地保護(hù)和種質(zhì)資源與基因文庫(kù)保存。

01.遷地保護(hù)

遷地保護(hù)：武漢植物園、華南植物園、廬山植物園對(duì)水杉進(jìn)行遷地保護(hù)；

利川通過(guò)建立水杉種子園、水杉林木良種基地對(duì)水杉種質(zhì)資源進(jìn)行遷地保護(hù)。

02.就地保護(hù)

湖北星斗山、湖南洛塔、重慶黃水通過(guò)建立自然保護(hù)區(qū)或森林公園，在水杉原生棲息地對(duì)水杉實(shí)施就地保護(hù)；

03.種質(zhì)資源與基因文庫(kù)保存

國(guó)家西南種質(zhì)資源保存庫(kù)（云南）保存水杉種子；但水杉基因（DNA片段）保存工作尚未成熟。

對(duì)0001號(hào)水杉原生母樹(shù)采取引根復(fù)壯措施

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

采集水杉原生母樹(shù)枝條進(jìn)行扦插育苗

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

如今，我國(guó)北起遼寧、北京，南至兩廣、云貴高原，東起東海、臺(tái)灣，西至四川盆地，均栽培成功。同時(shí)，中國(guó)以開(kāi)放包容的姿態(tài)，與全世界共享科研成果，使亞洲、非洲、歐洲、美洲、大洋洲（新西蘭）等50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)引種成功。

這個(gè)曾經(jīng)在地球上盛極一時(shí)而后幾近絕跡的樹(shù)種，以星火燎原之勢(shì)，重新遍布全球。水杉也成為中國(guó)傳播友誼的使者。

走進(jìn)水杉林

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

認(rèn)識(shí)水杉——

看看身邊的“活化石”有哪些特征？

了解了水杉的前世今生，再來(lái)看看你身邊能不能找到“活化石”！

一看樹(shù)高

水杉是一種十分高大的落葉喬木，植株可高達(dá)35米，胸徑達(dá)2.5米，樹(shù)干基部常膨大；

佛寶山520水杉 ?冉建秀

一人無(wú)法環(huán)抱的樹(shù)干 圖源維基百科

二看樹(shù)枝

水杉枝斜展，小枝下垂，樹(shù)冠呈圓錐形或?qū)毸?，枝葉稀疏；

水杉樹(shù)冠呈圓錐形或?qū)毸?/p>

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

三看樹(shù)葉

一年生水杉枝光滑無(wú)毛，幼時(shí)綠色，后漸變成淡褐色，二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色；側(cè)生小枝排成羽狀，冬季凋落；

水杉的樹(shù)葉 圖源維基百科

四看枝條

水杉主枝上的冬芽卵圓形或橢圓形，頂端鈍，葉條形，上面淡綠色，下面色較淡，沿中脈有兩條較邊帶稍寬的淡黃色氣孔帶，葉在側(cè)生小枝上列成二列，呈羽毛狀，冬季與枝一同脫落。

水杉的枝條 圖源維基百科

水杉雌花與雄花共生枝條

五看果實(shí)

水杉的果實(shí)呈球形，球果下垂，成熟前綠色，熟時(shí)深褐色; 種子扁平，周?chē)谐?，先端有凹缺?/p>

水杉不同時(shí)期的球果 圖源維基百科

既然遍布全球，

為什么還要繼續(xù)開(kāi)展保護(hù)工作？

80余年間，水杉在我國(guó)從發(fā)現(xiàn)——開(kāi)展保護(hù)工作——遍布全球，讓世界都能夠通過(guò)這一株樹(shù)木對(duì)幾千萬(wàn)年前的世界展開(kāi)想象。水杉能有這樣的結(jié)果，離不開(kāi)一線保護(hù)人員的努力。

湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局作為0001號(hào)水杉母樹(shù)的所在地，常年配合世界各地開(kāi)展水杉的遷地保護(hù)及在地保護(hù)，并采用扦插繁育的方式開(kāi)展水杉原生母樹(shù)基因保存工作。地球上現(xiàn)存的很多水杉都是從湖北恩施走出去的。

水杉保護(hù)雖然取得了巨大成果，但依然困難重重。

扦插原生母樹(shù)

?湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局

中國(guó)科學(xué)院武漢植物園前副園長(zhǎng)許天全老師從事植物學(xué)研究40多年，他列舉出以下6個(gè)全球共通的水杉保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)：

1. 母樹(shù)衰老、繁殖率低、中幼林世代交替失衡（天然更新苗木極少），導(dǎo)致水杉群落自然更新能力差、野生種群日益縮?。ㄎ锓N自身層面）；

2. 植物群落逆向演替，自然分布地或逐漸喪失（群落層面的影響）；

3. 物種遺傳機(jī)制受限，遺傳多樣性逐步降低（自身基因?qū)用妫?/p>

4. 遺傳基因（DNA文庫(kù)）保護(hù)尚未成熟（保護(hù)策略層面）；

5. 人為干擾依然存在（社會(huì)影響層面）；

6. 全球氣候變化對(duì)水杉區(qū)系的影響研究缺乏（生態(tài)影響層面）。

保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn)，作為非一線工作人員，其實(shí)多了解一點(diǎn)水杉、走近欣賞一片水杉林、在野外撿起一片垃圾，都是對(duì)保護(hù)工作的支持。

世界濕地日（2月2日）即將到來(lái)，濕地，正是水杉的主要生長(zhǎng)環(huán)境之一。今年濕地日的主題為：濕地與人類(lèi)福祉。目標(biāo)是強(qiáng)調(diào)人類(lèi)福祉在許多方面（身體、精神和環(huán)境）和世界濕地的健康緊密相連。

世界濕地日官方海報(bào)??聯(lián)合國(guó)

今年不如找時(shí)間去到位于湖北利川的湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，一睹和恐龍同時(shí)代的“活化石”帶來(lái)的震撼！

有獎(jiǎng)互動(dòng)環(huán)節(jié)：評(píng)論區(qū)說(shuō)出你身邊有水杉的濕地公園，點(diǎn)贊前三的朋友將獲得WWF環(huán)保袋一個(gè)！

2月2日世界濕地日12:22截止

科普卡片：什么是“活化石”和孑遺生物？

自然界的某些物種，在現(xiàn)實(shí)中找不到與之近似的物種，但在化石中可以找到形態(tài)相似的，且這樣的物種從最早獨(dú)立演化的祖先開(kāi)始，形態(tài)模樣上幾乎沒(méi)有任何改變。那么，這樣的物種從化石證據(jù)看，演化過(guò)程呈現(xiàn)一條直線，沒(méi)有分支，也幾乎沒(méi)有中斷。從物種的起源和演化的角度說(shuō)，這樣的物種就可以被稱(chēng)為“活化石”。

“孑”的意思是單一。如果某一物種在歷史上曾廣泛分布，數(shù)量眾多，到了現(xiàn)代卻出現(xiàn)數(shù)量銳減，棲息地大幅度變小的情況，就被稱(chēng)為“孑遺生物”。

概括起來(lái)，孑遺生物一定是“活化石”，而“活化石”不一定是孑遺生物。

廣義上的孑遺生物包含了任何遠(yuǎn)古時(shí)代就存在，而現(xiàn)今仍有殘存族群的生物，其中包含了活化石；在其漫長(zhǎng)的演化史中，經(jīng)歷了一次或數(shù)次滅絕事件，大部分族群已滅絕，僅剩稀少殘存而地理孤立的族群，但不應(yīng)包括仍廣泛大量存在的活化石（例如蟑螂、蜻蜓）。

參考資料：

《活化石植物——水杉》作者：趙興華

https://www.un.org/zh/observances/world-wetlands-day

https://zh.wikipedia.org/wiki/水杉

鳴謝：湖北星斗山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局、許天全、武漢自然博物館

撰文：貓投鶯

審核：張新橋、唐雨薇、張國(guó)月

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