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存活 _世界

中国西藏波密县海拔3800-4400米的嘎瓦龙东冰川附近的塔卡基亚野外研究点的地貌景观。鸣谢:胡若阳博士，中国北京首都师范大学
据Cell Press：一种名为Takakia的3.9亿年前的苔藓生活在地球上一些最偏远的地方，包括青藏高原的冰冷悬崖。在一个长达十年的项目中，一组科学家爬上了世界上最高的一些山峰来寻找高起亚，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》杂志上的结果表明，高起亚是有史以来进化最快的物种之一——但它的进化速度可能不足以在气候变化中幸存下来。
Takakia是一种微小的、生长缓慢的苔藓，只能在青藏高原的小块地区以及日本和美国的一些国家找到。研究人员进行了18次探险，到达苔藓在喜马拉雅山4000米高的家，收集样本，并研究其栖息地。“我们开始描述和分析一个活化石，”作者Ralf Reski说，他是德国弗赖堡大学的植物生物技术专家。
“在喜马拉雅山，你可以在一天之内经历四个季节， ”植物学家和合作探险队队长胡若阳补充说，他是来自中国首都师范大学的团队成员。“在山脚下，阳光明媚，晴空万里。走到一半的时候，总会下小雨——感觉像是在云中漫步。当你到达山顶时，会下雪，天气非常冷。”
“只有一半的路可以开车去。我们不得不爬上剩下的路，”李学东首都师范大学的植物生物学家兼联合探险队队长说。
当喜马拉雅山脉在高起亚下面隆起时，高起亚已经有1亿岁了，这极大地改变了它的栖息地，迫使它迅速适应——事实也的确如此。“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，”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。它在基因层面上非常活跃。”
研究小组发现，高起亚广泛的基因组经过几代选择进化，擅长修复断裂的DNA，从紫外线损伤中恢复，等等。
首都师范大学植物生物学家、作家何一坤说:“高起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。”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，这种连续的分枝形成了网络结构和非常坚固的种群结构，可以有效抵御大雪灾的侵袭。”
对高起亚的基因组测序也有助于结束关于其分类的长期争论。“人们很疑惑，它真的是苔藓吗？或者是像海藻或苔类的东西？“因为它结合了古老的特征，”雷斯基说，“但我们的工作表明它是一种苔藓。”
虽然高起亚的基因组随着时间的推移发生了巨大的变化，但它的形态几乎没有变化。“你通常会想，如果你的基因组中有很多突变，在某一点上形式会发生变化。我们希望这些发现将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。
该团队还利用卫星气象数据、研究植物“微气候”的设备以及观察更大生态系统中发生的更大环境变化的延时相机，研究了高起亚的环境。他们发现气候正在稳步变暖，高原上的冰川正在迅速融化。他们还观察到苔藓受到的紫外线辐射比以往任何时候都要高。

活化石Takakia lepidozioides是一种罕见的苔藓，已经适应了威胁生命的UV-B辐射和青藏高原的极端寒冷。经过近4亿年的进化和适应能力，由于快速的气候变化，这一物种现在正面临灭绝。鸣谢:Michal Rö ssler，德国弗赖堡大学卓越中心
该团队在实验室进行的研究表明，高起亚现在经历的紫外线辐射水平足以杀死适应恶劣环境的其他植物。
此外，研究人员指出，尽管苔藓在快速适应方面取得了成功，但它变得越来越难找到，即使是像李和胡这样的专家。事实上，他们发现在他们的研究过程中，西藏的高原鼠兔数量每年减少约1.6% 。
“我们的预测表明，到21世纪末，全世界适合高起亚生存的条件区域将缩小到只有1000-1500平方公里左右，”胡说。作者同意苔藓可能活不过100年。
为了帮助提高苔藓的机会，作者建议教育公众关于像高起亚这样鲜为人知的物种。他们还提出了一项国际努力来整合资源，以便研究人员可以继续研究并采取措施来保护苔藓，例如在实验室中培育苔藓。
“植物科学家不能坐视不管。我们正试图在实验室繁殖一些植物，然后将它们移植到我们在西藏的实验基地，”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，这可能是高起亚种群复苏的曙光——或者至少是灭绝的推迟。”
“人们有责任在生物多样性保护和恢复中发挥更积极的作用，”胡说。“我们不仅要关注那些迷人的动物，如熊猫、北极熊和白海豚，还要密切关注这些稀有的小物种。它们在气候变化下更加脆弱，比如我们的苔藓Takakia 。”
“我们人类喜欢认为我们处于进化的顶端，”雷斯基补充道。“但是恐龙来了又走，如果我们不小心保护我们的星球，人类也可能会走。Takakia可能会因为气候变化而死亡，但是其他的苔藓会存活下来，即使我们人类不能。你可以从最简单的植物中学到很多关于这个星球的历史，也许还有未来。”