跟着我们
将我们添加为 Google 上的首选来源
订阅我们的时事通讯
大约2.51亿年前，火山爆发消灭了地球上的大部分生命。为了 大约一百万年, 俄罗斯的西伯利亚陷阱 向大气中喷出巨大的二氧化碳云，导致了地球历史上最严重的灭绝事件。
赤道温度 尖刺的使大部分土地变得太热，不适合生命生存。与此同时，海洋变成酸性，其中的大多数生物 因缺氧而窒息。被称为二叠纪-三叠纪大规模灭绝或“大灭绝”，它最终 摧毁了90%以上的海洋生物和70%以上的陆地物种。
然而，在现在中国的某个角落， 产花粉植物的避难所避免了这种命运 并为幸存的动物创造了绿洲。 研究表明 这并不是植物在大灭绝期间能够抵御灾难性气候变化的唯一地方，而且植物可能比其他生物更能承受灭绝事件。
“植物有时确实具有很大的恢复能力，因为它们不能单独移动，即使作为一个种群，它们也不太擅长移动，” 克里斯·托马斯英国约克大学的生态学家和进化生物学家告诉《生活科学》。他说，因此，许多植物进化出了即使在困难条件下也能在原地生存的机制。
随着气候变化导致全球气温升高并使生态系统陷入剧变，植物将需要再次利用这种恢复能力。许多植物物种已经进化出独特的适应能力，帮助它们抵御恶劣的条件。专家告诉《生活科学》杂志，这些适应以及大量的运气现在将决定生存和灭绝之间的差异。
随流而成长
与大多数动物不同，许多植物具有再生肢体的能力，而这些肢体可以使它们更好地适应新的环境条件。一般植物 比动物具有更高的发育可塑性这意味着它们有更大的灵活性来改变细胞和组织的生长和发育方式。
“许多植物都有我们所说的不确定生长和模块化身体计划，” 艾米·安格特加拿大不列颠哥伦比亚大学的一位植物学家告诉《生活科学》。 不确定的增长 意味着有机体在其整个生命周期中不断生长和发育。
“如果我们失去了一只手臂，它就会永远消失。但对于植物来说，如果你砍掉一根树枝，它们就会长出新的枝条，然后这些新的枝条就可以接收来自当前环境的信号，而不是受困于过去环境中的某种发育程序。”
例如，研究人员发现 圣栎树上重新发芽（冬青）能够更好地应对干旱 比那些没有重新发芽的。
并且因为 芽可以休眠许多植物物种可以在灾难性事件（例如火灾）后重新发芽。 南非开普植物区例如，它是世界上公认的六个花卉王国中最小的一个，它的大多数植物物种都依赖于火——它的植物在火后会重新发芽，并且它们的许多种子需要火才能发芽。
有些植物，例如 雪胶 （少花桉), 有一层厚厚的绝缘树皮来保护它们的芽而其他人则喜欢 荨麻 (荨麻） 将它们埋在地下的“芽库”中。土壤使种子的芽免受极热和极冷的影响，并保护植物的大部分免受危及生命的条件的影响。这种广泛的适应允许 草本植物 熬过冬天并 有球茎的植物 以隐藏他们的组织免受火灾的破坏。
雪胶（少花桉树） 澳大利亚纳马吉国家公园富兰克林山的雪下。
（图片来源：Auscape，来自 Getty Images）
储存种子，迎接美好时光
当困难时期，植物还可以将种子储存在地下。几乎 350,000 种植物产生种子。 对于大多数这些物种来说，种子含有休眠的微小版本的幼苗，以及将变成叶子和根的所有结构。
“种子基本上可以在土壤中静止生存，” 丹尼尔·安斯泰特康奈尔大学的一位进化生态学家告诉《生活科学》。 “你可以拥有种子库，某些种子可能会回来，并且可以访问许多植物最终可以利用的落后遗传信息库。”
种子库是许多植物物种恢复能力的重要工具。根据该杂志 2021 年发表的一篇论文，当环境条件改善时，它们为代谢不活跃的个体提供复活的机会 自然通讯。作者写道：“如果幸运的话，至少其中一些个体会在未来环境更有利于生长和繁殖时醒来。”
快速进化
种子库还可以成为遗传多样性的储存库，这对于适应新环境至关重要。
“适应的原材料来自遗传变异，”安格特说。 “在大群体中，遗传变异更大，并且随着环境的变化，遗传变异可以在群体之间共享——如果个体能够在群体之间成功分散的话。”
在杂志上发表的一篇论文中 科学 今年早些时候，包括安格特和安斯特在内的研究人员表明，快速进化拯救了猩红猴花（红花）2010年至2018年间美国和墨西哥长期干旱造成的人口损失。
安斯特解释说：“它们要么生长得非常快，在秋季干旱发生之前开花并结出种子，要么生长得慢得多并埋藏起来。”
猩红猴花（赤藓红 (Erythranthe Cardinalis) 在温室干旱实验中。
（图片来源：丹尼尔·安斯特）
研究人员对 55 个猩红猴花种群的基因组进行了测序，以找到其基因组中与应对压力和干旱相关的区域。他们追踪了人口数量及其在此期间的变化。一些种群经历了快速进化以应对不断变化的环境。
他们发现，根据种群的遗传多样性，他们甚至可以在干旱开始之前预测一个种群是否能够在干旱中生存。
虽然这只是一种植物物种，但安斯特相信其他生物体也可能如此。
灵活的光合作用
一些植物能够改变它们产生能量的方式以适应不断变化的环境。这就是 徐震英国利兹大学的一位古植物学家认为，一些植物物种在二叠纪-三叠纪大规模灭绝中幸存下来，并且在当今不断变化的气候中对植物可能变得越来越重要。
植物用途 光合作用 将二氧化碳和水转化为糖和氧气，并利用 气孔或其叶子表面的小孔，以调节进入植物的二氧化碳量。
华南三叠纪石松植物的生殖锥（strobilus）。长约 2.4 英寸（6 厘米）。
（图片来源：徐震）
许多植物在白天打开气孔以吸收二氧化碳2 并释放氧气。其他人使用 凸轮光合作用它代表“景天酸代谢”，在白天关闭气孔并保护自己免受高温。晚上，它们吸收二氧化碳2 并将其转化为酸，将其储存在组织中，用于白天制造糖。
“CAM 光合作用在当今的沙漠植物中非常常见，例如仙人掌和多肉植物，”徐告诉《生活科学》杂志。 “这是躲避白天高温或干旱的非常聪明的方法。”
在一个 学习 Xu 及其同事在今年早些时候发表在《自然生态与进化》杂志上的论文表明，利用 CAM 光合作用的植物在二叠纪-三叠纪大规模灭绝期间具有优势。
他们发现 石松类或者是古老的维管植物，在大灭绝前后转向进行 CAM 光合作用。 “我们认为 CAM 光合作用可能是生存的特殊策略”，并让这些植物在大规模灭绝后占据主导地位，徐说。
充满希望的怪物
有些植物甚至会走得更极端。在灾难性事件期间，植物变成了 《充满希望的怪物》 过去的研究表明，为了在环境剧变中生存。
根据发表在杂志上的研究，在过去 1.5 亿年的九次独立事件中，许多开花植物复制了它们的整个基因组，以使自己有更好的生存机会 细胞 今年早些时候。重复的基因组给了它们更多的机会进化和适应具有挑战性的环境条件。
研究合著者说：“我们及时看到全基因组重复的聚类，每次它都与所描述的重要地质事件相对应，无论是全球变冷期、全球变暖期还是灭绝事件。” 伊夫·范德佩尔比利时根特大学的基因组生物学家当时告诉《生活科学》。
归结为运气
不过，专家告诉《生活科学》杂志，特定植物种群或物种的生存往往取决于运气。
安斯特说，植物“本质上拥有这个广泛的工具包”，但“有些植物有一些途径，其他植物有其他途径，有些有一些特征，有些有其他特征”。他们拥有的特定工具是否有帮助取决于他们面临的条件。
在三叠纪-二叠纪大规模灭绝期间，中国（和其他地方）保护区的植物在正确的时间出现在正确的地点，拥有合适的潜在适应能力和足够的遗传多样性来利用它们。
Live Science Pro 独有
对于面临气候变化和潜在灭绝的现代物种来说也是如此。安格特表示，有一些方法可以让植物物种在未来几年变得“更幸运”，例如将分散的种群连接起来以增加遗传多样性，从而增加植物物种可以使用的潜在工具套件。
“我们能做的最好的事情就是让更多、联系更紧密的人口留在这片土地上，”她说。
安斯特同意了。 “如果人口真的变得脱节，那么我们可能会侵蚀这些植物必须能够适应的任何工具包。”
帮助我们改进 Live Science Pro： 我们一直在努力让我们的内容变得更好。 请在此处给我们留下有关 Pro 的反馈。
