□ 李忠东 编译
狐尾松树龄4800岁
□李忠东 编译
永葆青春活力
狐尾松是一类生长在美国西部干燥高山上的常绿树木的统称,因满满一树针形叶聚集在一起远远看上去就像狐狸尾巴一样而得名。这类特殊品种的植物生命力极其顽强,以长寿著称,是世界上最古老的树木之一,其中最高树龄已达4800岁。狐尾松分布着两个种群:一是科罗拉多州和犹他州的洛基山狐尾松,二是加利福尼亚州东南部的白山和帕纳明特山地的大盆地狐尾松。
狐尾松的年轮间隔宽度不一,可见它们应对困难时期的调节能力。每当遭遇连续干旱,狐尾松就有可能转入“睡眠状态”,终止全部的新陈代谢,直到外部环境改善才重新恢复制造新生细胞。它们几乎不受疾病的折磨,由于松木的密度极高,而且含有大量黏糊糊的树脂物质,使得各种害虫和病菌无法入侵。
群山延绵不断,起伏不平,致使降水量严重不足。即使在夏季,也很少见到阳光。狐尾松生长的地方土壤贫瘠,以白云石为主。在一年当中,可供它们生产并积淀营养物质准备过冬的时间不超过6周。由于日照时间和土壤营养物质供给的限制,狐尾松的生长速度相当缓慢,每100a生长的高度平均不到2.5m。一棵700a生的树仅90cm高,树干直径只有7.5cm。
古老的狐尾松被风化后看起来奇形怪状,只剩下一根活着的树枝和几根长着松针的嫩枝。依靠一条狭窄的活树皮来从土里向上传输水分,竟然能保证针叶30a不落。虽然枯死,但木质一直保持坚实,树干依然挺拔直立。即使只剩下一截光秃秃的树干,也常常会冒出一两根新枝继续生长。
2001年发表的一项研究对树龄相差4700a的狐尾松的花粉和种子进行了比较,结果发现花粉和种子的变异率并没有随着年龄增大而明显上升,老龄狐尾松维管组织的功能和年轻狐尾松一样正常。它们饱经风霜,经常受到大自然的破坏,被闪电击中过树干,被大雪压断过树枝。但是它们的细胞没有衰老,仍然保留着年轻时的活力。迄今为止,还没有人真正弄清楚狐尾松的寿命为何会如此之长。英国阿伯里斯特维斯大学的科学家霍华德·托马斯认为,可能主要归功于“分生组织”(根和芽等)的一种特殊性质。根与芽都能形成干细胞,而干细胞显然可以使狐尾松保持年轻和活力。
狐尾松傲然屹立
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞,按照干细胞的发育潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞(专能干细胞)3类。干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。
历经千年沧桑
比利时根特大学的生物学家利芬·德维伊尔德提出,狐尾松之所以长寿或许要归功于它们分生组织中被称作“静止中心”的一小群细胞。这些细胞分裂速度相对较慢,可能会抑制分生组织中干细胞的分裂。这很益于狐尾松延年益寿,因为细胞的每次分裂都有可能产生有害的DNA突变。“2013年,我们的研究团队发现了一种蛋白质,可能会帮助狐尾松避免细胞老化,使这些树木存活数千年。”他指出,“保持一个很少分裂的干细胞族群可能是一种策略,它能储存接近完美的‘备用’基因。”
(栏目编辑/何 锐)