俄罗斯科学家从 30,000 年前被松鼠埋藏的种子中培育出更新世时代的植物

在西伯利亚东北部科雷马河的冰封边缘,一个古老的储存着种子和其他物资的储藏室里,一只北极地松鼠在泥土中挖洞,埋藏了一颗来自开花植物的、小小的、深色的果实。松鼠的珍宝很快在冰冷的地面上冻结,并被保存在永久冻土中,等待着长成一株完全成熟的开花植物,直到再次被发掘。30000年后,它终于被发掘了。俄罗斯的科学家们现在已经成功地再生了这种更新世时期的植物,并将其移植到实验室的一个花盆中。一年后,它生长出来并结出了果实。

这种植物与现代版的*细叶石竹*(Silene stenophylla)或狭叶石竹有着明显的区别。科学家们说,这表明永久冻土可能是古老基因库的一个潜在新来源,而这些基因库长期以来一直被认为已经灭绝。

这些果实被埋藏在地下约125英尺(约38米)深处未受干扰、从未解冻的永久冻土沉积物中,温度约为零下7摄氏度(19.4华氏度)。放射性碳测年显示,这些果实的年龄为31800年,误差约为300年。种子是不可思议的,它们储存着新植物的胚胎,并将其包裹在保护性材料中,直到条件适宜发芽。

由俄罗斯科学院的David Gilichinsky领导的科学家们使用了其中三个果实,并取了胎盘组织样本。他们用多种营养物质混合喂养组织培养物,以诱导根系生长。一旦植物生根,就将它们移植到温室的花盆中。正如预期的那样,植物生长、开花结果并结出了种子。(据BBC报道,Gilichinksy于几天前去世。)

Gilichinsky及其同事还种植了现代狭叶石竹作为对照,并注意到两个世代之间存在一些关键差异——更新世时期的版本开出了两倍多的花蕾,但现代版本长出了更快的根系。

为了确保古代植物自身产生的新种子具有活力,研究小组人工授粉了这些花朵,并成功地发芽了由此产生的种子。请注意:古代植物的种子比现代植物的种子表现得更好。再生的古代植物的发芽率达到100%,而对照植物的发芽率为86%至90%。研究表明,年龄和冰冻并不会阻止这些植物在未来再次开花——如果有什么的话,那就是地球自身的放射性循环。与地球上的一切一样,这些植物暴露于地壳元素放射性衰变产生的低水平伽马辐射。经过30000多年,这累积了相当数量的伽马辐射。科学家们计算出,这些果实接受了0.07 kGy的伽马辐射剂量,他们说,这是组织仍能保持活力且种子仍能发芽的最大剂量。如果有人发现了比30000年更古老的植物,这个数字或许还会提高。

所有这些都很有趣,不仅因为它能再生更新世时期的植物(这本身就非常神奇),而且因为永久冻土可能是一个重要的新的基因库。在育空地区和阿拉斯加也发现了其他古代地松鼠的洞穴。这对于纯粹的研究很有意义,也因为随着全球变暖和更多永久冻土地区融化,可能会发生什么。生物将从它们漫长的寒冷沉睡中苏醒,这些古老的生命形式可能成为现代生态系统的一部分,影响现代表型并改变地貌。

“我们认为,在
永久冻土中继续研究,寻找潜在存在的、假设早已从地球表面消失的古老基因库,是至关重要的。”作者写道。

该论文本周发表在《美国国家科学院院刊》上。

[信息来源:BBC]

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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