冷凍儲存不是科幻!搶救瀕危植物的最後希望
1985年某個清晨,兩位研究人員深入哥倫比亞一片被咖啡園包圍的熱帶雨林。當植物學家沃夫在地面測量樹幹周長時,他的助手克倫普爬上高大的樹冠後驚呼發現了「鬱金香」——這在荷蘭常見,但在雨林中卻是個謎。沃夫後來確認那是木蘭科植物的紅色種子,這個新物種如今被命名為「沃氏木蘭」。但40年過去,野外僅發現6棵成年樹,該物種已被列為極度瀕危。
在加州聖馬利諾的杭廷頓植物園,低溫生物學家佛加朵多年來致力研究如何用「冷凍儲存」技術深凍木蘭科植物。她形容這是「待命的花園」,當物種滅絕時,這些冰封的植物或許能重現生機。不同於傳統種子銀行,冷凍儲存能解決木蘭科等植物種子難以常溫儲存的問題。但目前全球僅約1%不適合種子銀行的植物被冷凍儲存,主因是每種植物都需要量身訂做的冷凍程式,且初期成本高昂。
植物保育的歷史可追溯至18世紀,法國植物學家普魯米耶首次詳細記錄了馬提尼克島上的木蘭科植物。20世紀隨著綠色革命興起,種子銀行成為保育主力,如挪威斯瓦爾巴全球種子庫儲存了130萬份種子。但許多熱帶植物具有「頑拗型種子」,遇冷會因水分結晶而失去活性,這促使科學家轉向冷凍儲存技術。
在杭廷頓植物園,佛加朵團隊正研究如何冷凍酪梨。目前商業酪梨多來自單一品系,一旦遭病蟲害可能全球斷貨。她打趣說:「到時候我們就沒有酪梨醬可吃了。」木蘭科作為最早開花的植物之一,在中國長期被用作藥材,美國總統傑克森也曾為紀念亡妻在白宮種植木蘭。但保育這些非食用植物常面臨經費難題,佛加朵強調:「雨林不僅提供食物,更是重要的碳匯和藥材來源。」
冷凍儲存的過程宛如精密手術。研究人員需在顯微鏡下修剪枝條尖端,浸泡特殊溶液脫水後進行「玻璃化」處理,最後以-196°C液態氮儲存。理論上,這些組織能永久保持生物活性。佛加朵已成功將解凍的枝條培育成小植株,未來將重新移植。
但專家警告,單靠生物銀行無法解決根本問題。加州大學社會學家蘭德克質疑:「當250年後解凍的木蘭找不到授粉甲蟲時,該如何繁殖?」哥倫比亞的案例顯示,移植的木蘭雖開花結果卻無法產生活性種子。研究也發現,隨著氣候變遷,銀行儲存的植物基因可能很快與環境脫節——義大利亞平寧山區的植物在20年間就演化出適應乾旱的性狀。
這促使巴西等國轉向「活體種子銀行」,讓農民持續種植、篩選適應性強的品種。科學史學者查柯指出,認為植物能脫離生態系單獨儲存的想法,「才是種子銀行最科幻的部分」。
不過,西伯利亞永凍土中發現的3.2萬年前窄葉蠅子草,以及義大利團隊讓百年標本種子發芽的案例,都證明冷凍儲存並非空想。佛加朵認為,即使未來無法重建完整生態系,這些基因仍可能成為醫藥寶庫,或是幫助植物適應新環境的關鍵。「只要有1%的成功率,就勝過完全絕望。」她如此總結這場與時間賽跑的保育行動。