在荒無人煙的沙漠裏，忽然出現一顆披頭散發的「頭顱」，它的「頭發」淩亂卷曲、四散在地，仿佛主人臨死前曾絕望掙紮。你會被驚嚇逃離還是好奇細看?在一次探險中，奧地利植物學者佛烈德利赫·韋爾維奇就經歷了這樣一場「奇遇」。
永不落葉的老壽星
1859年9月，韋爾維奇在安哥拉南部的奈米布沙漠遊歷，走著走著，他看到了一副奇怪的景象：一堆細長而雜亂的灰綠相間的絲帶圍繞著中間一團球狀物，看起來就像一個女子的頭顱。韋爾維奇好奇地走近察看，原來這並不是什麽頭顱，而是一棵巨型植物，那些絲帶其實是它的葉子，球狀物則是它的一簇簇球果。韋爾維奇此前從未見過這種植物，他在日記中寫道，「這是只有非洲南部才能孕育的神奇物種。」
之所以說它神奇，是因為沙漠十分幹旱缺水，能在這裏生存的植物葉子一般都退化成了針狀或桿狀，很少有這樣大片葉子的植物。更神奇的是，後來的研究發現，這叢看起來數量不少的葉子其實只有兩片，它們從出生開始就沒有雕謝過。而且，經碳元素測年法測定，這種植株的平均壽命為500～600歲，目前發現的最古老的植株為2000歲。換句話說，這兩片葉子能生存幾百歲甚至上千歲。這麽奇特的植物，也難怪植物學家將它命名為「韋爾維奇的神奇物種」。
鑒於它如此長壽，人們更習慣將它稱為「百歲蘭」，當然，我們現在知道，叫它百歲蘭其實還小瞧了它。為何百歲蘭的葉子不會雕謝，它又為何要在缺水的沙漠供養兩片大葉子呢?
科學家研究發現，在百歲蘭的葉片基部存在一條生長帶，這個生長帶有著很強的再生能力，能夠不斷長出新的葉片組織，只要百歲蘭的根莖一直存活，這兩片葉子就會一直生長，平均每天長0.37公釐(出現極端狀況時候就會放慢增長速度)。這樣就能保證即使是前段的葉片磨損枯萎，甚至斷裂消失，後面也能及時生長出新的葉片，就像傳說中不斷修補的忒修斯之船一樣，以舊換新，永不雕謝。
這兩片大葉子就像百歲蘭的遮陽傘和蓄水池，幫助它在沙漠中更好地生存。由於這兩片葉子覆蓋著大面積的地面，使得葉子下的土壤溫度低，並且保持相應的濕度，從而幫助植物在高達65℃的地面溫度下生存。另外，百歲蘭還可以改變葉子的顏色。高溫時，葉子裏的紅色素更多，從而保護植物免受陽光的放射線，氣溫低時，葉子會合成更多的葉綠素以進行光合作用。
奈米布沙漠距離海洋不遠，受到海洋冷氣流的影響，大氣中蘊含著豐富的霧氣。百歲蘭的葉子上下表面有很多氣孔(22000氣孔/平方厘米)，可幫助它吸收空氣中的水氣。與其他植物不同，百歲蘭葉子上的氣孔只有在有霧的條件下才會開啟，在天氣炎熱時就會關閉，這樣可以確保白天高溫時不會蒸發水。同時葉子的平均厚度為1.4厘米，平躺在地面上，還能起到水土保持的作用，即使是狂風，也無法吹動這兩片寬大的葉子，更別提葉子下的沙土了。
有了這兩片大葉子，百歲蘭才能安穩地在沙漠中生存。
存活千年的奧秘
不過，許多植物也有著大片葉子，它們為何沒有百歲蘭這麽長壽呢?科學家在百歲蘭的基因中找到了它的「長壽密碼」。
我們知道，生物體的所有生理功能都是由基因決定的，基因決定植株的哪些部位負責吸收營養，哪些部位負責抵禦外敵，哪些部位負責修復再生等。為了應對環境的變化，基因最好也與時俱進，透過不斷調整生物的生理功能來適應環境。百歲蘭選擇的更新基因組的方法是「大換血」——將整套基因組復制一次，對基因進行優勝劣汰，有用的基因翻倍，刪除無用的基因。
復制全套基因組的變異方式頻繁發生於物種的演化歷史中，在細胞分裂過程中，分裂的染色體如果不能正常分離，某個細胞就會出現翻倍的基因組。大約在8600萬年前，百歲蘭發生了一次基因組翻倍的變異，突然加倍的基因組，使得物種多出了一整套調節生長發育和適應惡劣環境的裝備，便於重新組合成適合的生存策略。
透過精簡和最佳化，百歲蘭留下了最適於生存的基因，將基因組精簡為一套高效、節能的體系，保證了基因組的長期穩定。對於那些保留下來的基因，百歲蘭也會進行嚴格的管控，讓它們在需要的地方高效表達，不需要的地方保持沈默。比如，為了更好地支持葉片的生長，其他部位的再生能力受到了更多抑制。
葉片之所以能有強大的再生能力，也得益於基因組的支持。比如，基因組中有兩類基因負責指示葉片「一直長，不要停」，KNOX1基因在基部份生組織中執行任務，保證細胞能夠持續分裂;而ARP基因負責「催促」葉片的生長。基因組還為葉片準備了防護服，幫助它們抵禦外界的不利因素：在百歲蘭新長出的葉片基部，與果膠、木質素、纖維素以及多糖合成相關的基因十分活躍，這些物質能夠提升植物葉片的機械強度，保護葉片免受食草動物以及風沙的破壞;在百歲蘭的基部份生組織和葉片中，負責應對高溫的熱激蛋白基因HSP都有很高的表達量，以確保植物能夠在高溫情況下維持正常的生根發芽。透過各種正確的「決策」，百歲蘭才得以在惡劣的環境中生存，甚至超常發揮，成為罕見的「長壽翁」。雖然人類本身無法利用它的本領延長壽命，但是如果將它的本領移植到其他經濟作物上，也許人類可以獲得一些能夠抵禦極端外界環境的作物，解決不毛之地的糧食問題。
