古树怎么长得这么老?


研究表明它们可以对抗衰老。


法国斯特拉斯堡的一棵巨大的银杏。

亚历山大 · 索罗科普/盖蒂图片社

作者: Natalie Parletta

一些大树已经坚持了几百年,甚至几千年,通过人类和其他植物和动物的世代存活 -- 但是它们是如何做到的一直是个谜。

研究人员现在已经表明银杏树木是地球上一些最古老的树木,它们不会进入衰老、细胞分裂和生长的衰退,这不可避免地会导致衰老和死亡,并对外部压力保持强大的抵抗力。

银杏是一个活的化石,它起源于大约 2.8亿年前,”来自中国扬州大学的第一作者李旺说; 银杏科没有活着的亲戚, 它幸免于冰川,与恐龙一起生活。

它在不同纬度和海拔地区广泛生长,目前的许多标本分布在中国、日本和韩国以及其他国家。

尤其是在中国,“数百G.银杏北京林业大学的资深作者金星林说: “1000 年以上的树木仍然生长良好,生长茂盛,并产生大量种子。”。

“我们对这种现象非常感兴趣。这些老银杏叶能活多久?”

为了探索它们是如何存活这么长时间的,该小组对维管形成层-茎中产生内部木材细胞和外部树皮细胞的主要生长组织-在 15 至 667 年生的银杏中。

以前大多数关于树木老化的研究都调查了树叶,这与银杏是不合适的,银杏是一种每年都会落叶的树。

“因此,我们选择了血管形成层,” 王说,“它可以更好地反映老化过程,因为它是不确定的,并且在树的整个生命周期中持续发挥作用。”

他们预计 600 年前的树木会显示出衰老的迹象,同时与 20 岁的青少年有显著差异。

但是,尽管一些与细胞分裂、扩增和分化相关的基因在老树中表达减少,但与衰老相关的基因表达没有显著增加。

老树的叶面积、叶片光合作用效率和种子萌发率与它们的年轻同伴相似,并且保留了与抗病性和保护代谢物合成相关的基因的高表达。

“似乎血管形成层在G.银杏保持几百年甚至几千年的持续增长的能力,这可能使G.银杏在没有外部事故的情况下,在整个植物水平上避免衰老,”林说。

“除此之外,与生物压力相关的基因表达的显著维持是出乎意料的。例如,在人类中,我们的免疫系统随着年龄的增长而逐渐受损。"

该小组预计,大多数古树可能有这种长寿机制,通过这种机制,血管形成层的持续分裂可以补偿衰老过程,类似于动物的癌症或生殖细胞。

那么,如果树木没有进入衰老,它们是如何死亡的呢?

“这是一个难题,” 王说。

大多数树木死于疾病、害虫和其他环境压力,如极端天气或丛林火灾。

美国北德克萨斯大学的合著者理查德 · 迪克森解释说,撇开这些原因不谈,植物和动物的发育模式有很大的不同,尤其是在胚胎后阶段。

在大多数动物中,除了生长、成熟以及最终衰老和死亡之外,器官和组织在寿命上几乎没有差异。另一方面,植物不断形成新的器官和组织,这可能有助于它们避免整个植物衰老过程。

迪克森指出,1000 年以上的树木仍可能衰老,目前的研究不能排除这种可能性。

在本研究中使用的分析生物体整个基因组的新方法应该会带来更多的信息,这些方法直到最近才被使用。

应该注意的是,这项研究对老树来说并不容易,因为它们生长缓慢,寿命比我们的短, dixon 说,是树在收获时状态的 “静态快照”,注意到了解不同年龄对压力的实时反应更具挑战性。

纸是已发布在杂志上美国国家科学院院刊。

探索 # 树
Parletta.png?ixlib = rails 2.1
Natalie Parletta是阿德莱德的自由科学作家,也是南澳大利亚大学的兼职高级研究员。
  1. https://e360.yale.edu/features/peter_crane_history_of_ginkgo_earths_oldest_tree
  2. https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/vascular-cambium
  3. http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1916548117
    最新故事
    更多更多文章