云南水杉为何消失 或与气候变化有关 其研究发现将为孑遗植物保护提供借鉴

古今水杉形态对比图。

水杉球果化石特写。本栏图片均由受访者供图

科学家在云南省镇沅县发现的水杉化石，是我国西南地区首次发现水杉属化石，也是迄今为止世界上分布最南的水杉化石记录。这一孑遗物种有着“活化石”之称，从出土的化石可以看出，数千万年前的水杉形态与现存的水杉几乎无甚差别。科学家认为，历史上的气候变化，是水杉在云南消失的原因之一。

国际学术期刊《古植物学与孢粉学评论》3月刊报道了上述研究。研究团队日前向南方日报记者详述了当年在镇沅县发现水杉化石的过程。同不少古生物研究成果一样，此项意义重大的研究也是来自于一次偶然的发现。

发现

小砖窑附近找到叶片化石

镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县，位于云南西南部，地处哀牢山和无量山之间，气候宜人。三章田乡地处哀牢山西坡河谷。当地煤矿等资源丰富。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）标本馆高级工程师王力博士是上述论文的第一作者，他告诉记者，包括水杉化石的云南镇沅三章田中新世植物群的发现，是一个偶然的事情。

2010年，著名古植物学专家、版纳植物园研究员周浙昆和星耀武博士在云南中部进行野外考察时，意外发现了一个“为了烧砖用土而挖出的剖面”。周浙昆判断，这是一个新生代的地层剖面。出于职业敏感，他们下车查看地层，很快就发现了一些叶片化石。星耀武继续进行后续的野外工作，他和同事苏涛继续发现了包括疑似为水杉的各种叶化石。

之后，周浙昆把在云南发现疑似化石水杉的事情告诉了王力。此时，王力正在中国科学院南京古生物研究所读博士，从事水杉属研究。他看到发来的小单枝化石图片具有交互对生叶序——这是典型的水杉属特征。王力回忆，当时他“一下子被这个来自云南的化石迷住了”，因为水杉属化石从来没有在西南地区被发现过，国内鲜有报道。如果能够证实是水杉，在古植物学、生物地理学和古生态学等方面，都具有重要意义。

证实

找到叶果化石确定水杉身份

2011年4月，王力来到周浙昆的古生态学研究组做博士后，试图继续探寻疑似水杉化石的秘密。

经过大量室内实验，王力终于制备出了大块而干净的化石叶片角质层，通过光镜和电镜的观察，确认其具有水杉属的特征。之后，组内的硕士研究生王雨晴又获得了不平整型角质层，这是现生水杉的典型特征，进一步证实了化石的身份。

虽然基本可以判断为水杉化石，但当时王力心中还有一件事放不下，他想找到水杉化石的球果或雄球花，获得更加令人信服的证据。

王力与古生态学研究组同事詹克平（FrédéricM.B.Jacques）博士、昆明理工大学教授张世涛等合作者再次来到三章田，进行化石采集以及地层剖面的调查和绘制。此次考察发现，该剖面含有多层的水杉化石，且某些深色层位几乎全是水杉的枝叶残骸，甚至形成了煤线。王力认为，这些以水杉为优势分子的层位中，必定有其繁殖器官保存。

此时，王力暗暗下定决心，一定要将球果挖出来——水杉的球果只有厘米大小，在剖面上并不显眼。终于，当沿层理敲开某个岩块时，一个非常漂亮的球果纵断面闪亮在了眼前，其果鳞像一个个纤细的枝丫，从球果中央的轴上优雅地向外伸展着。王力形容，这个枝丫形似胜利的手势。

这些化石来自“中新统地层”，距今已有超1000万年。

更有意思的是，2011年12月底，王力再次来到三章田进行野外考察，除了又发现了大量密集保存的水杉球果化石和枝叶化石外，还发现了竹亚科化石。可惜一直未找到水杉的雄球花、种子和木材化石。之后，古生态学研究组同德国森肯伯格自然博物馆德累斯顿分馆卢茨·昆茨曼博士等进行合作，对水杉属的系统分类学进行研究，确定该水杉化石为现代水杉近似种。

消失

季风增强致水杉在云南消失

那么，云南地区的水杉又是因何走向灭绝的呢？

版纳植物园科研团队研究认为，东亚季风的增强或是“罪魁祸首”。在东亚，季风气候伴随着青藏高原的隆升而逐步增强，导致气候季节性增强。

气候的季节性愈强，其降水愈向雨季集中，而冬春季则变得更干旱。而春季是水杉种子萌发、幼苗建成和树木发芽的关键季节，水杉喜水，种子萌发需要潮湿的环境。东亚季风增强致使云南春季干旱，最终导致了水杉在云南的消失。

谈到湖北利川等地存在水杉孑遗植物的原因，王力告诉记者，除了季风气候原因外，利川所处的鄂西地区喀斯特地形地貌具有复杂的山地环境，也有利于水杉的保存。

王力说，通过揭示水杉在中国西南典型季风区消失的原因，可以以古示今：“在当今全球气候变化的背景下，对孑遗植物提供保护生物学方面的借鉴意义。”

南方日报记者王诗堃策划统筹：张志超

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