首页分享世界上最大、最古老的自然克隆——海神草

世界上最大、最古老的自然克隆——海神草

来源：花匠小妙招时间：2025-07-12 02:43

海草是通过至少 3 次独立的“回归海洋”事件在早白垩纪进化而来的一个多系群。现生海草在除南极洲外的全球沿海和河口栖息。它们通过开花和种子进行有性繁殖，也通过水平根状茎延伸的营养生长进行无性繁殖。

海神草属 Posidonia 是海神草科 Posidoniaceae 的唯一属，共 7 种。它们可以在几米深的沙质海底上形成数百平方千米大小的草甸。例如，西澳大利亚的鲨鱼湾就是一个以温带海草草甸为主区域，是世界上最大的连续海草草甸之一，拥有 12 种海草。其中就包括澳大利亚海神草 Posidonia australis (J.D.Hooker, 1858)。

澳大利亚海神草 Posidonia australis

鲨鱼湾的澳大利亚海神草形成了跨越超过 180 千米，总面积高达 200 平方千米的碎片化近岸草场，从鲨鱼湾东部的怀特岛延伸到 L’Haridon Bight 附近的 Faure Sill。2022 年的一项分子研究结果表明，这些草场由一个单一的多倍体克隆组成，是地球上已知分布最广的克隆个体。包括澳大利亚海神草在内的海神草属物种的体细胞染色体数都为 2n = 20，但是鲨鱼湾的这株澳大利亚海神草拥有数量为 2n = 40 的染色体，证明它是一株多倍体海草。然而，它的基因组大小却仅为普通的二倍体澳大利亚海神草的 1.7 倍。这可能是因为该个体除了拥有一套完整的澳大利亚海神草基因组外，其另一套基因组属于其他海神草物种。多倍体更大的基因组赋予了其耐受更大压力、适应更大更快的环境变化的能力，因此这株多倍体海草比二倍体澳大利亚海神草能耐受更大的温度和盐度变化范围，得以占据更大的环境。

这株多倍体澳大利亚海神草尽管在多个地点已被发现开花，但由于其柱头变形，因此不太可能产生种子。因此，它主要通过营养生长的方式扩大面积，即延伸埋于沙下的根状茎。由于这株澳大利亚海神草生长时间太长，范围太大，因此，这跨越超过 180 千米的多个草场尽管拥有相同的基因组，但已经不再通过根状茎物理连接。这使得直接测量草场大小并估计年龄变得非常困难。最终，研究人员通过鲨鱼湾多倍体草场的总面积和澳大利亚海神草根状茎的平均年延伸速度，估算出这株多倍体已经生长了约 4500 年才能达到现在的面积。

地中海特有物种——大洋海神草Posidonia oceanica (Linnaeus) Delile, 1813 同样能形成大范围的单一草场，其克隆个体的分布范围甚至能达到千米级别。在西班牙巴利阿里群岛的福门特拉岛，一个大洋海神草克隆个体形成的草场之间的距离超过 15 千米远。虽然这一范围远不及澳大利亚海神草，但大洋海神草的生长速度更慢。如果仅通过克隆生长，延伸如此范围需要这株草生长约 20 万年。因此，大洋海神草更有可能通过草场边缘的茎和叶脱落并在附近重新附着生长的方式结合营养生长扩散。即便如此，大洋海神草仍需要数千上万年的生长才能扩散如此距离。

大洋海神草Posidonia oceanica

包括二倍体澳大利亚海神草在内的一些海神草物种依旧依靠有性生殖繁衍后代。对于二倍体澳大利亚海神草来说，其幼苗的初始大小会显著影响后续的成长和存活率，但生长素、细胞分裂素或赤霉素等对其生长没有明显影响。其幼苗主要通过种子获取营养。尽管种子在幼苗上保留长达 2 年，但是在头 2 个月内，超过 50% 的氮和磷从种子中被提取，9 个月后种子大约失去 95% 的氮和磷。这些营养物质被转移到幼苗中，占 9 月龄幼苗的磷的 73%~83% 和氮的 45%~53%。

一些澳大利亚海草物种的生产力可能远高于澳大利亚东南部正常草场的生产力。在澳大利亚南部的海滩上，每年都有数百吨的澳大利亚海神草被海浪堆积。当地居民认为这导致了各种环境问题，如促进危险昆虫（主要是蚊子）的繁殖，以及造成航行和钓鱼问题。尽管富含纤维，但澳大利亚海神草的蛋白质含量很低，且缺乏一些必需氨基酸，而且含有大量不利于口感的单宁。因此，澳大利亚海神草只能被归类为低质量粗饲料，只能成为牛饲料的一部分而非全部。

参考文献及图片来源

[1] James P L, Larkum A W D. Photosynthetic inorganic carbon acquisition of Posidonia australis[J]. Aquatic Botany, 1996, 55(3): 149-157.

[2] Torbatinejad N M, Annison G, Rutherfurd-Markwick K, et al. Structural constituents of the seagrass Posidonia australis[J]. J Agric Food Chem, 2007, 55(10): 4021-4026.

[3] Meehan A J, West R J. Recovery times for a damaged Posidonia australis bed in south eastern Australia[J]. Aquatic Botany, 2000, 67(2): 161-167.

[4] Edgeloe J M, Severn-Ellis A A, Bayer P E, et al. Extensive polyploid clonality was a successful strategy for seagrass to expand into a newly submerged environment[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2022, 289(1976): 20220538.

[5] Trautman D A, Borowitzka M A. Distribution of the epiphytic organisms on Posidonia australis and P. sinuosa, two seagrasses with differing leaf morphology[J]. Marine Ecology Progress Series, 1999, 179: 215-229.

[6] Sophie A H, Duarte C M, Elena D A, et al. Implications of Extreme Life Span in Clonal Organisms: Millenary Clones in Meadows of the Threatened Seagrass Posidonia oceanica[J]. PLoS ONE, 2012, 7(2): e30454.

[7] Hocking P J, Cambridge M L, Mccomb A J. The nitrogen and phosphorus nutrition of developing plants of two seagrasses,Posidonia australisandPosidonia sinuosa[J]. Annals of Botany, 1981,11: 245-261.

[8] Evans S M, Sinclair E A, Poore A G B, et al. Genetic diversity in threatened Posidonia australis seagrass meadows[J]. Conservation genetics, 2014, 15(3): 717-728.

[9] Glasby T M, Taylor S L, Housefield G P. Factors influencing the growth of seagrass seedlings: A case study of Posidonia australis[J]. Aquatic Botany, 2015, 120: 251-259.

[10] Kirkman H, Reid D D. A study of the role of the seagrass Posidonia australis in the carbon budget of an estuary[J]. Aquatic Botany, 1979, 7: 173-183.

[11] Larkum A. Ecology of Botany Bay. I. Growth of Posidonia australis (Brown) Hook. f. in Botany Bay and other bays of the Sydney basin[J]. Marine & Freshwater Research, 1976, 27.

文中部分图片版权来源不详，无法与著作权人一一取得联系，未能及时支付稿酬，在此表示由衷的歉意。有关著作权人可与我们联系。