奇特的植物分布

奇特的植物分布

在地球上，植物的分布往往存在着一个奇怪的现象。许多植物虽然是同一个种，却往往分布在相距非常遥远的两个或两个以上的地方。这种现象曾经令植物学家百思不得其解。因为，用现在的环境条件是无法解释植物分布的这种奇特现象的。

鹅掌楸是种子植物木兰科鹅掌楸属的一种落叶大乔木，高达40余米，生长在我国长江流域及其以南地区的常绿或落叶阔叶林中。它的叶形非常奇特，好似我国清朝男子所穿的马褂，故又称为“马褂木”。初夏开花，两性花，带黄绿色，大而美丽，单生于枝上。每到秋天落叶时，叶色金黄，在微风中婆娑起舞，煞是好看。由于它的花、叶观赏价值高，因此，还是著名的风景庭园树种。鹅掌楸属植物全世界只有两种，鹅掌楸唯一的“兄弟”是分布在遥远的太平洋彼岸，北美东部的北美鹅掌楸。北美鹅掌楸生长在混交的阔叶林中，比美国东部其他阔叶乔木要高大。其直径常超过2米，高60米。叶片每侧有2～4裂，顶端平截或具宽缺刻，入秋时变成金黄色。花大，黄绿色，萼片3枚，鲜绿色，花瓣6枚，基部为橙色。由于其花似郁金香，因此北美鹅掌楸的英文名字为“Tulip tree”，意为“郁金香树”，观赏价值也很高。鹅掌楸和北美鹅掌楸为什么会分布在相距遥远的太平洋两岸呢？从现代生态条件的角度看，植物是没有这种巨大的迁移能力从北极地区分布到温带高山地区的。

对植物分布的这种奇怪现象的解释必须追溯地球的地质历史，要从古气候、古地理的角度来考察植物在地质历史时期的分布。一般而言，植物的分布是逐渐扩大自己的生存范围。因此，植物的分布通常是一个连续分布区。而一些生态幅不广的植物，当它们在扩大自己的分布范围时，遇到了像高山、沙漠、大海或河流等难以克服的自然障碍时，便停止扩大分布，形成了植物分布区的边界。但是在漫长的地质年代中，如果植物的连续分布区中发生了巨大的地质、地理变迁，产生了新的不可逾越的地理障碍时，这就使植物的连续分布区变为间断的分布区，从而导致了植物的间断分布。我们把像鹅掌楸等在北美东部和亚洲东部的分布模式称为东亚——北美间断分布，这些间断分布可以从地质历史的变迁来说明原因。植物的这些间断分布也为研究地质历史的变化提供了依据。

东亚——北美的间断分布最早是由美国植物学者阿瑟·格雷（Asa Gray）于1846年提出的。他阐述了这两个植物区系的关系，以后又进行了更详细的研究，并指出在今日的白令海峡可能存在假定的陆桥。东亚和北美拥有155个共有属，其中17属两地各有一种。现在的研究表明，位于欧亚大陆和北美大陆之间的宽达84公里的白令海峡地区，在地质历史时期中曾数次成为陆地，使亚洲和北美两地的植物断断续续地保持着交流。到大冰期结束以后，北美和欧亚大陆的植物交流才彻底中断。

由于地质年代中白令陆桥的存在，使我们有理由相信，鹅掌楸属植物曾遍布亚洲和北美大陆。但为什么它们现在仅分布在东亚的南部和北美的东部呢？当第四纪大冰川由北向南横扫欧亚大陆和北美大陆的北部时，造成了大量植物的灭绝。一些植物在生存竞争中逐渐南迁，东亚的许多植物向南退守到中国长江以南的崇山峻岭中；而北美的一部分植物则退守到位于东部的地质历史古老、地形复杂、面积广大的阿巴拉契亚山地。阿巴拉契亚山脉是北美洲东部的巨大山系，呈北东——南西走向，自加拿大魁北克省，至于美国的阿拉巴马州，全长1900公里，平均海拔1500～2000米，森林茂密，气候类似于中国中部的湖北、四川和陕西南部等地。当大规模冰川横扫之时，一些植物纷纷“躲”进了阿巴拉契亚山脉这一“避难所”。当冰期结束时，除了阿巴拉契亚山脉，许多第三纪植物在其他地方已经渺无踪迹，因此就形成了奇特的东亚——北美洲际间断分布模式。鹅掌楸幸存了下来，而水杉、银杉和银杏等第三纪植物则没有这么好的运气，从此这些植物在北美大陆销声匿迹。

除了用第四纪冰期理论和陆桥学说来解释植物的间断分布外，20世纪60年代以来，板块构造理论的发展为进一步阐明地球上植物的洲际间断分布提供了依据。今天，北美洲和南美洲是相连在一起的。可是，它们的植物差别却非常大，过去很多植物学家对此也是非常疑惑，现在用板块构造理论来说明就不奇怪了。北美洲和南美洲的来源是不一样的，北美大陆曾是地球北部的劳亚古陆的一部分，因此，它和欧亚两洲的植物有较大的相似性。而南美大陆是从南方的冈瓦纳古陆中分离出来的，因此，尽管由于板块的移动而使南美大陆同北美大陆相连，但在植物区系上，南美洲更类似于相隔大洋千万里的澳洲和非洲。

植物的分布不仅要看今天的生态环境条件，还要考察地质时期的环境变迁。只有这样，才能更好地解释植物分布中的许多奇特的现象。同样，植物的分布也像一面自然历史的镜子，映照出地质历史的变迁。