浙江大學生命科學學院趙云鵬團隊

探尋銀杏的秘密(綠水青山守護者)

浙江安吉杭垓鎮文岱村的古銀杏樹。潘學康攝(人民視覺)

研究團隊從各地采集的銀杏種子。受訪者供圖

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　　在浙江大學，生命科學學院教授趙云鵬帶領著一支研究銀杏的團隊。他們研究銀杏這一古老樹種的遺傳多樣性、建立銀杏基因庫、監測野生種群，從而探索如何更好保護銀杏的基因、個體、種群，進而保護生物多樣性。

　　正值銀杏最美的季節。提起銀杏，你會想到什么？扇形的葉片、金黃的顏色還是掉落的白果？

　　在浙江大學生命科學學院，一支研究團隊多年來接力探尋關于銀杏的秘密。這個由浙江大學生命科學學院教授趙云鵬領銜的課題組，圍繞銀杏等“活化石”樹種的種群進化歷史、生態響應、分布格局等，從實驗室走向野外，并建起銀杏基因庫。

　　“原來動物才是銀杏種子的‘大自然搬運工’”

　　趙云鵬的微信頭像是一片金黃的銀杏葉，朋友圈背景是一棵生機勃勃的古銀杏樹。

　　“銀杏的起源時間比恐龍還早，但它并沒有滅絕，是名副其實的‘活化石’。”趙云鵬說，在裸子植物綱銀杏目里，如今只剩銀杏一個種。

　　2000年，時任浙江大學生命科學學院院長、從事植物分類學研究的中國科學院院士洪德元向生物科學系主任傅承新教授建議，一定要搞清楚銀杏是否還有野生種群。傅承新教授從事植物系統進化和珍稀瀕危植物保護遺傳學等領域的研究，也是趙云鵬的老師。從那時起，幾代科研人員開始了一場漫長的有關銀杏種群進化的研究。

　　“銀杏進化歷史長達2.7億年，經歷多次地質災難特別是第四紀冰川時期都幸存下來，能讓它幸存下來的地方很重要，是現代銀杏最古老的野生種群分布點。”趙云鵬說，從2007年起，他的腳步從浙江到重慶、貴州直至國外。

　　以前，趙云鵬在野外調查時喜歡一頭扎進深山老林，靠觀察尋找銀杏分布點，后來因為一件事，他調整了調查策略。

　　銀杏喜陽喜暖濕，大多生長在溪谷兩側。在探索銀杏野外分布規律時，趙云鵬曾猜測銀杏種子會隨地勢落差和溪流帶動自上而下分布，“結果我們發現，下游并沒有太多上游大樹的后代，反而跨過山脊在山的另一邊有不少。”

　　一次偶然的機會，附近群眾和護林員提供了重要線索：他們看到松鼠啃食白果，還有果子貍在巖石上排泄出完整的帶殼白果……結合分子標記和紅外相機監測調查，趙云鵬發現果真如此。

　　“原來動物才是銀杏種子的‘大自然搬運工’。”趙云鵬恍然大悟。從那以后，他更加重視入戶調查，有意識地與當地居民建立聯絡。趙云鵬的通訊錄里，記滿了多地農戶、林戶的聯系方式。

　　“別說，有時多聊天還真有收獲。”趙云鵬說，2019年在天目山國家級自然保護區調查時，聽當地一位農家樂經營者提起，他父親以前是林場工人，當年這里曾有兩個銀杏苗圃進行人工育苗。在他的帶領下，團隊找到了這批現已開花結實的銀杏樹。

　　“研究銀杏的功能基因和遺傳規律，需要同一家系至少三代樹，而銀杏一代從幼苗到首次結實就需要20年左右，時間跨度大。這批苗圃銀杏樹的重新發現，一下子為我們節省了兩代樹大約40年的培育時間，對研究銀杏的基因和性狀起到很大推動作用。”趙云鵬說。

　　至今，團隊通過努力，不僅確認了銀杏在我國東部天目山山脈和西南大婁山山脈東北端的兩個幸存地，還發現了位于南嶺山脈的第三個幸存地。

　　“提前把工具打包快遞到目的地，再也不用擔心受工具物料限制影響采集”

　　2007年，團隊調查研究的銀杏種群從之前的10個增加到16個；到了2010年，數量增加到33個；2019年達到51個……

　　“一方面是研究的迫切性和研究手段的快速發展；另一方面，交通和通信快速發展、國家對科研支持力度持續加大，也促進了研究進展的加速。”趙云鵬說。

　　“舉個例子，以前去外地調查，要攜帶大包小包的工具物料。”趙云鵬說，不僅有采集需要的高枝剪等，在當地建樣方需要的繩子、鋼筋、十字鎬等，還有制作標本所需的標本夾、烘干機等，幾乎人人背個大蛇皮袋，而現在可以輕裝上陣了，“提前把工具打包快遞到目的地，再也不用擔心受工具物料限制影響采集。”

　　2015年，團隊和中國科學院植物研究所等合作，啟動銀杏基因組測序項目，由此打開了銀杏研究的新領域。項目啟動一年后，項目組順利完成了銀杏基因組草圖，隨后又選定51個種群的545棵代表性銀杏樹，進行基因組重測序。“從這545棵樹中獲得的數據量，有44TB。”趙云鵬說。

　　如今，一個包含活體庫、樣本庫和信息庫的銀杏基因庫已建成。選定的545棵樹、種質圃里來源各地的幼苗都納入活體庫；種子、DNA、標本等樣品納入樣本庫；各類型關聯數據整理歸類建成一個個信息庫……基因庫的數據庫分步分級向全球科學家和公眾公開，實現共享共建。

　　“20年來，不變的是對待學術和科研的態度與精神，改變的是科研思路和方式方法”

　　為了做好對銀杏野生種群的監測與保護，從2019年起，趙云鵬團隊開始在天目山銀杏分布的3條溝谷里從低海拔到高海拔建起27個20米×20米大小的永久樣地，對其中全部銀杏樹和每一棵胸徑大于1厘米的木本植物進行定位、編號、測量、物種鑒定，并與浙江大學網絡空間安全學院教授任奎合作，采用物聯網技術、無線感知系統等手段，實現了對當地土壤、大氣、氣象等29項指標的遠程實時監測。2022年，位于貴州省務川仡佬族苗族自治縣的永久樣地也建成了。

　　建起永久樣地，意味著需要長期持續地觀察。不管早期找尋野生種群，還是如今定點監測保護，趙云鵬每年都要往返多地，他帶領的團隊中，除了他自己帶的研究生，還有不少是通過招募參與進來、對野外生態學感興趣的本科生。

　　“我們的野外工作總結起來就兩種：一是‘外業’，白天在野外工作；二是‘內業’，晚上在室內工作。”趙云鵬說。

　　早上8點上山，一待就是一天，不僅要跋山涉水，還要精準地找到每棵樹。“外業”結束回到營地，還要搞“內業”。一方面要及時整理當天野外調查數據，包括樣方概況、每棵樹的信息、草本灌木信息等，樣本的各種性狀參數等也要測量記錄；另一方面白天采集的樣本還要及時處理，比如用硅膠干燥新鮮葉片作DNA樣品、壓制標本、過篩和冷凍土壤樣品等，有時還要根據實驗需要對葉片、枝條進行烘干、液氮冷凍……

　　“銀杏研究團隊從最初師出同門的6位同學，發展到后來我指導的12位研究生，再到如今包括浙江大學在內的26所高校的200余位志愿者。”趙云鵬說，“20年來，不變的是對待學術和科研的態度與精神，改變的是科研思路和方式方法，現在的年輕人思維活躍、敢于表達。在課堂上、野外調研中，他們總能大膽質疑，做科研就是需要這樣的精神。”

　　趙云鵬說，只有研究透徹才能更好保護銀杏的基因、個體、種群、生態系統及文化，進而保護生物多樣性。在他看來，通過研究銀杏的基因多樣性，可以了解自然演變延續的歷程，研究其周邊生態環境，探索大自然變化的奧秘。

　　研究銀杏，又不止于銀杏。科研之路，總有不少新的啟發與收獲。

(人民日報 記者 竇瀚洋)