“活化石”银杏有3个“避难所”

银杏，起源于2.45亿年前，是一种著名的“活化石”树种。尽管在地质历史和人类历史上，银杏经历了许多全球性的气候冲击，但它今天仍然存在，并在世界上广泛种植。

银杏通常被认为是人类保护和复兴濒危物种的积极案例。然而，关于这一古老物种，仍有许多科学问题是人类不清楚的——有野生银杏吗？如果有，它们在中国的分布在哪里？银杏的进化潜力是什么？

9月13日，《自然交流》杂志发表了宋歌团队与中国科学院植物研究所、浙江大学和华大遗传学研究所合作的成果。他们对从世界各地采集的545个银杏基因组进行了重新测序，揭示了这个“活化石”的进化历史、避难所和进化潜力。

研究人员对收集自世界各地51个种群的545棵银杏树进行了全基因组测序，产生了44Tb的海量数据，构建了迄今为止最大的非模型物种序列变异数据库，并进行了种群遗传结构和动态历史模拟分析。

他们发现银杏在中国有三个“避难所”，东部以浙江的天目山为代表，西南部以贵州的吴川和重庆的金佛山为代表，南部以广东的南雄和广西的兴安为代表。然而，510，000至140，000年前的多重冰期不仅导致了不同“避难所”种群的分化，而且促进了不同“避难所”独特遗传成分的混合，从而在物种水平上保持了银杏较高的遗传变异。

“我们发现几乎所有分布在世界各地的银杏树都起源于以浙江天目山种群为代表的中国东部种群。与此同时，银杏早于欧美进入日本和韩国。众所周知，欧洲的银杏来自中国，而不是日本。”宋歌说，“人类在银杏从‘避难所’向中国其他地区甚至世界的迁移中发挥了重要作用。”

“活化石”群体有一个古老的起源，通常一个分支中只存在一个物种。其形态特征保守，分布范围窄，具有重要的保护价值。达尔文认为“活化石”是研究进化生物学的核心问题如物种灭绝、竞争和适应性的极好系统。

然而，对于银杏是否应该得到优先保护，学术界一直存在很大争议。本研究获得的许多证据也表明，银杏不是处于灭绝旋涡或进化的末端，而是一种具有足够适应潜力的活化石物种。

这是否意味着银杏不需要“特殊处理”？答案是肯定的和否定的。

研究人员发现，大部分银杏野生种群不在自然保护区，受到人类活动的严重干扰，种群规模较小。十年的野外监测结果几乎没有看到小树和幼苗的自然再生。“这表明银杏野生种群及其核心种质资源迫切需要重点和精确的保护。”宋歌说。

更重要的是，本研究不仅为银杏的后续研究建立了一个进化框架，为种质资源的开发提供了宝贵的遗传资源，也为其他“活化石”物种的研究和保护提供了一个模式，有助于人类揭开物种适应和灭绝的秘密。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-12133-5