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仙女木 收藏冰川时光

2018-03-04钟鑫

森林与人类 2018年9期
关键词:蔷薇科北半球仙女

钟鑫

仙女木在冰川退却后的碛石堆上很快成片生长起来,冰川学家能根据它的年龄来估测冰川退却的时间。地质学家根据它的花粉在沉积层中的分布,也能推断北半球经历的数次剧烈变冷时期。

北半球的夏天,如果在欧洲、北美、中国东北或内蒙古的天然林地边缘漫步,也许会看见极厚的苔藓覆盖的腐殖质层上,开着一丛丛如毛茛或者委陵菜一样的小白花。秋天再来的时候,小白花们变成了披头散发的一丛丛细长“羽毛”,一阵风吹来,羽毛也如蒲公英一样飘散。你遇见的正是在古气候学领域最具传奇色彩的植物之一——仙女木。

冰原上的“仙女”

对很多人而言,这可能是个陌生的名字。蔷薇科仙女木属的属名Dryas来自希腊神话里的Dryad,意为“藏身树木的仙女”。欧洲的仙女木常见于高海拔或环北极的林地边缘,因此而得名。初见时,你可能会被那弱不禁风的小花欺骗,以为是路边青之类的小草。其实中文名里的那个“木”字点明了事实,这是一种灌木,和矮柳、北极柳类似。你所见的花、叶和茎不过是它的一小段枝条,它的本体很可能覆盖了十几平方米的地面。

很多亲缘关系很远的植物类群中,都有外观呈垫状、贴地生长的物种,除去已经提到的矮柳、北极柳,还有如石竹科无心菜属、紫草科垫紫草属、报春花科点地梅属的很多种。这些植物大多分布在高寒、高海拔的生态区域,必须承受冬季的大风和低温,植物体如果有任何突出的部位,往往会首先受到侵害。垫状致密的外观在一定程度上减少了植物体的伤害,是对低温的一种适应。仙女木作为灌木却贴地生长、叶片被毛的形态,也与此类似。但矮小并不能说明它有分毫的柔弱,事实上仙女木属是北半球寒温带分布最广的植物类群之一,跨越整个北温带,从东北亚的蒙古、中国、日本、西伯利亚到北美的阿拉斯加,从格陵兰到整个北欧,翻过阿尔卑斯山到达地中海沿岸,冰雪所及之处都有仙女木的身影。

在旧的蔷薇科分类系统里,仙女木被置于蔷薇亚科或绣线菊亚科中,而无论形态还是分子证据都表明,仙女木与蔷薇亚科大多数物种差异极大。D. Potter2007年的文章根据6个核基因标记和4个叶绿体基因标记建立的系统发育树,将仙女木等4个属成立了仙女木亚科,2010年之后的研究则基本将仙女木亚科确定为其他所有蔷薇科植物的姐妹群。在这一特殊的分类地位下,仙女木属目前已确认3个物种:仙女木、全缘叶仙女木和黄花仙女木。在中国东北和内蒙古能够看见的,是仙女木的一个亚种东亚仙女木。

拨开一株黄花仙女木下覆盖的土壤,可以发现它的根部带着一个个小小的疙瘩,这些疙瘩里隐藏着地球物质循环的秘密——仙女木属所在的仙女木亚科,包含了蔷薇科里绝大多数的固氮植物。高中生物学教材里提及的最常见固氮植物是豆类,其实除了豆科以外,还有大约10个科30个属的有花植物可以和不同的几类细菌共生固氮。这些细菌可以把空气中游离态的氮转变为植物可以利用的铵态氮,在人类制造氮肥之前,这是地球上最大规模的氮元素重新进入生物圈的方式。植物用被“固定”的氮来合成蛋白质或进行其他生理活动,这一能力给植物带来相当多的生存优势,特别是在土壤贫瘠或几乎没有土壤的地方。在阿拉斯加,黄花仙女木和桦木科的绿桤木在冰川退却后的碛石堆上很快成片生長起来,冰川学家甚至可以用桤木和仙女木的年龄来估测冰川退却的时间。

冰川纪元以它为名

仙女木也是少数在地质学界比在生物学界更为著名的植物,这缘于它给古气候研究带来的意外而极其重要的收获,它是人类祖先一段艰难岁月最重要的见证者。

研究地质时期的古气候不像历史时期可以参阅文献记载,只能去寻找测定某种长期变化的标尺或者包含特定信息的“时空胶囊”。20世纪后期,地质学家从北半球冰川中的冰芯和湖底沉积的淤泥中发现,在距今2万年以内,仙女木和其他一些苔原植物的花粉曾数次大量出现,甚至向南扩散到南欧和北美洲南部今天被亚热带植被覆盖的区域。地质学家由此推断,适应高纬度高海拔寒冷气候的仙女木曾数次在这些区域繁荣生长,意味着末次冰期之后气温逐渐上升的北半球,曾经历数次剧烈变冷的时期。

这一发现被其他方面的研究所佐证,今天这些冷期被冠名为“仙女木期”。最近的“新仙女木期”发生于距今约1.29万-1.165万年前,持续约1300年。导致这次冷期的原因可能是一颗彗星的撞击——称为“新仙女木撞击假说”——所引起的连锁反应;也可能是冰川融化的淡水阻止了墨西哥湾流,就像今天很多科学家担心气候变化将带来的一系列变化一样。

无论这场寒冷冲击如何产生,“新仙女木期”都是一次将我们的祖先逼近灭绝的考验。这次冷期开始后,走出非洲的智人遭遇了重创,欧亚大陆的人类定居点骤然减少,早期进入北美的人类所创造的克洛维斯等文化则戛然而止。无法想象祖先们如何熬过漫长的冬夜,一直到距今约1万年前气候逐渐回暖,人类才重新走上了文明的征程。

仙女木可不知道这些。从加拿大、阿拉斯加、西伯利亚到阿尔卑斯,每当我走过冰原边,总能看到仿佛亘古不变的风吹过阳光下的羽毛和飞絮。那是9月,美丽的仙女木已经结果了。

责任编辑/杨晶 任重远

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