埋在沙漠里的植物故事

    在《西游记》中，唐僧师徒西天取经受阻于火焰山。相传火焰山有“八百里火焰，周围寸草不生”。小说中的描述虽然有些夸张，却指出了当地恶劣的环境条件。火焰山坐落于新疆库姆塔格沙漠北缘，高温干旱的气候促使这一带植被十分稀疏。在新疆，像这样的地方还有很多。比如我国最大的两个沙漠：塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠。这些沙漠里现在生长着胡杨、梭梭、沙拐枣等耐旱植物。达尔文告诉我们，物种处于不断进化之中。这些耐旱的植物一直都是这片沙漠的“土著居民”吗？如果不是，它们又是如何演化而来的呢？

    1983年，中国科学院组织的新疆考察队，在古尔班通古特沙漠腹地的将军戈壁附近进行考察，发现了多具恐龙化石和大量硅化木。回想电影《侏罗纪公园》中描述恐龙的生长环境，这片沙漠地区在1.5亿年前的侏罗纪时期气候应当是十分湿热的，并且到处生长着参天大树一般的各种蕨类和裸子植物。它们的“遗骸”经历漫长时期的埋藏，孕育了古尔班通古特沙漠和塔克拉玛干沙漠里丰富的石油和煤炭资源。在恐龙生存的时代，亚欧大陆许多地方还淹没在一个叫“古地中海”的海洋之下。伴随着全球板块运动过程，“古地中海”逐渐向西退却。由于远离海洋湿润气流的滋润，新疆地区的植物逐渐从茂盛的森林变成稀树草原。

    之后，由于深居内陆，缺乏来自海洋的湿润气流，气候越来越干旱。在距今500万年左右，塔克拉玛干沙漠便逐渐形成。当地植物为了适应高温干旱的沙漠气候，有的进化成针状叶片以减少蒸发；有的进化出肥厚的叶片来保存更多的水分；有的将根系伸到地下十多米来吸取更多的水分；而有的植物则尽量缩短生命周期以保证在春季融雪时期完成繁衍。

    近年来，中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物地理与生物资源重点实验室的专家们通过分子生物学手段，追溯了典型代表性沙漠植物的起源和演化规律。专家们发现，在这些沙漠植物中，大多数都能找到它们生活在森林和草原上的“亲戚”（亲缘物种）。它们是为了适应干旱环境变化，逐渐与亲戚们发生分化，形成了新植物物种。

    这些植物生命力顽强，能适应沙漠环境，但不断变化的环境也一直在吞噬着它们的生存空间。中国科学院新疆生态与地理研究所的专家们通过对比多次罗布泊考察结果，发现上世纪60年代末罗布泊干涸前后仅30多年的时间，就有约20种植物从这个地区消失了。

    值得庆幸的是，科学家们正在为保护这些特殊的沙漠植物付出大量的智慧和劳动。几代科研工作者不懈奋斗，在“火焰山”般的环境里建立了以收集和保存干旱区沙漠植物资源为目的的“植物家园”——中国科学院吐鲁番沙漠植物园。我们希望，这能够不再让更多的植物埋藏在沙漠里。

    （作者单位：中科院新疆生态与地理研究所）