树上未成熟的雌球花。(钟鑫摄)
在专家们的协助下,1976年11月18日,《百山祖冷杉 —一种新的冷杉的发现》刊登在《植物分类学报》上,标志着这一物种正式发表,吴鸣翔1975年11月15日采集的标本“吴鸣翔7511”和“吴鸣翔7512”也被指定为模式标本,各有一份存放于中科院植物研究所标本馆和江苏省中国科学院植物研究所标本馆。
被列为世界最濒危的12种植物之一12年的坚持发现,只是百山祖冷杉故事的开端,但却几乎成了尾声。
从1963年吴鸣翔第一次 发现 到1969年,整个区域只找到了8株百山祖冷杉,其中3株散生,5株形成了小种群。物种发表后,专业工作者怀着激动的心情再去发现地附近铺开寻找,却没能再发现新的植株。而因为洪水冲击导致的枯死,和几次去向已不明的移栽,以及林冠遮蔽导致的生长衰弱,到1987年,百山祖冷杉就只剩下3株野生植株。世界自然保护联盟物种生存委员会(SSC)将百山祖冷杉列为世界最濒危的12种植物之一,尽管在1985年,百山祖成立了省级自然保护区,又在1992年升级为国家级自然保护区。
从被发表开始,不断有学者研究导致百山祖冷杉濒危的机制,大多集中在对仅剩的几株母树的分析观察上,产生了各种猜想和理论:百山祖降雨频繁,土壤淋溶强烈,无法留存矿质元素和腐殖质,导致植株长势不良;同区域生长的亮叶水青冈导致区域林冠遮蔽,种间竞争使百山祖冷杉生长衰弱;矿质元素缺乏导致现存植株难以进入繁殖期产生雌雄球花,而植株个体的缺乏又使得雌雄球花常常不遇,雄球花开的时候没有雌花,降雨频繁又使得花粉常常败育,种子空瘪率高;地表条件不足,导致种子无法发育为幼苗……但对于百山祖冷杉的生活史、它过去的分布格局、它今天为何“蜗居”于百山祖一地,人们依然所知甚少。
现存的冷杉属出现于新生代后20世纪70年代末开始,同样在中国第三阶梯南方的广西、贵州、湖南、江西的中高海拔山地,陆续发现了元宝山冷杉、梵净山冷杉、资源冷杉,特别是其中在广西资源、湖南新宁、江西井冈山等部分山地发现资源冷杉之后被归并为百山祖冷杉的变种。这些发现也让植物学家们重新开始思考冷杉属的演化历史和分布格局。根据现存的冷杉和松科的近缘属物种取样、有限的残存于地层中的花粉记录、化石记录,植物学家和古气候学家们大致可以重建描画出冷杉属的分布如何成为今天的模样。
尽管教科书常把裸子植物写成“古老的植物”,但其实现存的很多针叶树类群却远称不上古老。综合几项研究,冷杉亚科6个属的共同祖先大约出现在距今1亿4000万年的白垩纪早期至1亿7000万年前侏罗纪晚期,而到距今约6000万年前,冷杉属才和近缘的油杉属分道扬镳—几乎可以明确地说,现存的冷杉属植物是新生代后出现的。
百山祖冷杉斑驳的树皮附满苔藓和地衣。(钟鑫摄)
冷杉属5600万年的故事根据中科院植物研究所向巧萍等于2014年的研究推测,冷杉属最初的分化是从北美西海岸开始的。在距今5600万年前始新世的开端,地球经历过一次强烈的全球变暖,被称为PETM古新世-始新世极热事件,地球平均气温在10万年里上升了7℃,这一期间也同时导致了大量物种灭绝,格陵兰和阿拉斯加生长着温带森林,更加适应寒冷的现代冷杉属的祖先大多还局限分布于北美。
在整个始新世2200万年里,地球温度逐渐下降,极地的常绿树被落叶树所取代,到距今约3400万年的始新世末期,地球温度骤降,南极冰盖开始出现。冰川毁灭生命,但降温给冷杉和云杉这些耐寒的针叶树带来了机会,冰盖的形成同时造成了大规模海退(海平面下降),北美和欧亚大陆之间连接在了一起,形成了“白令陆桥”。
在随后的渐新世,冷杉逐渐沿白令陆桥扩散到了欧亚大陆和日本,形成了北美、东亚和地中海区域3个小的分布中心,在更加寒冷干燥的中新世和上新世继续推进扩散和分化,并在几个分布中心存在物种间的杂交和频繁的基因交流,以云杉和冷杉为主的环北极针叶林逐渐成形。到了冰期频仍的更 新世(距今258万至1万年前),地球均温常比如低6℃以上,冻土、苔原和草原形成,北方的云杉和冷杉也在冰川浪潮中南下,如今在中国的土地上,它们甚至一路分布到了华南。
沧桑巨变在地质历史上如同一瞬间。在经过末次冰期和距今12000年左右地球骤冷的新仙女木期之后,全新世的地球气温逐渐上升,智人也开始了1万年的快速扩张。冷杉和云杉的分布逐渐向北退缩,那些在中国南方的冷杉和云杉要么不见了,或如百山祖冷杉、梵净山冷杉,仅仅残留在几个孤岛般的中高海拔山顶上,而云杉属则在南方彻底消失了,人们只能从地层里的花粉探测到它曾经存在的痕迹。
不只在中国,在另一块大陆上也有相同的例子,北美东部的弗雷泽冷杉,同样分布局限于北美东部的阿巴拉契亚山脉南部的几座山顶。这些困在南方山地的冷杉,它们的濒危或可能的灭绝,也许只是这次地球气温波动中泛起的一朵微不足道的浪花。
北美大烟山山顶的弗雷泽冷杉,和中国南方的冷杉遭遇同样的“山顶灭绝”困境。
人们是否可以松一口气,给这些冷杉盖棺定论呢?还是老调重弹地思考:人类为什么要保护野生动植物?我们保护它们是为了地球吗?
人类保护野生动植物不仅是为了地球,更是为了人类自己的生存。每一个野生动植物物种不只是生态系统的一块砖石,它们通过复杂的相互关系,共同构成了整个地球生态系统,是人类繁衍至今的基础,人们的衣食住行无一不来源于此,维持正常运作的生态系统,就是在为人类未来的发展提供稳定环境。
就百山祖冷杉而言,它们和其他针叶树一样,常通过根部复杂的外生和内生菌根网络与真菌、与其他植物进行物质能量交换。在最近几年的一些研究报道里,依然不断有新的活性成分从百山祖冷杉的树皮和共生菌中分离出来,包括一些倍半萜类、木脂素类以及几种黄曲霉素。而如果一个物种灭绝,这意味着永远的消失,不只是这些潜在的资源再也无从被人类发现和利用,也意味着一段地球往事的无从知晓,以及与它相关联的其他生命进入危机。