下次您去潜水或浮潜时，请仔细观察那些奇妙的长而亮的绿色丝带，它们随着水流的涨落而波动。它们是海草——海洋植物，每年都会产生花朵、果实和幼苗，就像它们的陆地亲戚一样。
这些水下海草草甸以两种方式生长：通过有性繁殖，这有助于它们产生新的基因组合和遗传多样性，以及通过延伸根茎，即根和芽出现的地下茎。
要了解海草草地上生长着多少种不同的植物，您必须测试它们的 DNA。我们对带状杂草海草的草地做了这个澳洲波西多尼亚在西澳大利亚鲨鱼湾世界遗产区阳光普照的浅水中。
结果让我们大吃一惊：都是一株植物。单个工厂已扩展至 180 公里（110 英里），使其成为地球上已知最大的工厂。
波西多尼亚取样。 （雷切尔·奥斯汀饰演）
我们从鲨鱼湾对面的十个海草草地收集了芽样本，这些水域的盐度范围从正常海洋盐度到几乎两倍咸度。在所有样本中，我们研究了 18,000 个遗传标记，结果表明 200 平方公里（77 平方英里）的带状杂草草甸是从单一定殖幼苗扩展而来的。
它是如何演变的？
这种海草植物与其他植物的独特之处，除了其巨大的尺寸之外，还在于它的染色体数量是其近亲的两倍。这使它成为科学家所说的“多倍体”。
大多数时候，海草幼苗会继承其父母的一半基因组。然而，多倍体携带其父母的整个基因组。
有许多多倍体植物物种，例如土豆、油菜和香蕉。在自然界中，它们经常居住在环境条件极端的地方。
多倍体通常是不育的，但如果不受干扰，可以无限期地继续生长。这种海草就做到了这一点。
这株植物有多少年了？
大约 8,500 年前，当海平面在最后一个冰河时代后上升时，鲨鱼湾的沙丘被洪水淹没。在接下来的几千年里，不断扩大的海草草甸通过产生和捕获沉积物形成了浅海岸岸和基台，从而使水变得更咸。
鲨鱼湾水域光线充足，营养物质含量低，温度波动大。尽管环境恶劣，该植物仍然能够茁壮成长并适应环境。
确定海草草甸的确切年龄具有挑战性，但根据鲨鱼湾植物的大小和生长速度，我们估计其年龄约为 4,500 年。
据报道，海洋和陆地系统中还存在其他大型植物，例如犹他州 6,000 吨的颤杨，但这片海草似乎是迄今为止最大的。
还发现了其他巨大的海草植物，包括一种密切相关的地中海海草，称为海洋波西多尼亚，覆盖范围超过 15 公里，可能已有 10 万年左右的历史。
为什么这很重要？
2010/2011 年夏天，严重热浪袭击了西澳大利亚海岸线沿线的陆地和海洋生态系统。
鲨鱼湾的海草草地受到影响广泛的损害在热浪中。然而带状杂草草甸已经开始恢复。
这有点令人惊讶，因为这种海草似乎不会进行有性繁殖——这通常是适应不断变化的条件的最佳方式。
我们在鲨鱼湾草甸观察到海草花，这表明海草性活跃，但它们的果实（海草性交成功的结果）很少见到。
事实上，我们的单一植物可能是不育的。这使得它在鲨鱼湾多变的水域中取得成功成为一个难题：没有性行为的植物往往也具有较低水平的遗传多样性，这应该会降低它们应对不断变化的环境的能力。
然而，我们怀疑鲨鱼湾的海草具有非常适合当地但多变的环境的基因，也许这就是为什么它不需要发生性行为就能获得成功。
即使没有成功开花和种子生产，这种巨型植物似乎也非常有弹性。它经历的水温范围很广（某些年份从 17 到 30 摄氏度 - 62 到 86 华氏度）和含盐量。
尽管存在这些多变的条件和高光照水平（通常对海草造成压力），植物仍能维持其生理过程并茁壮成长。那么它是如何应对的呢？
我们假设这种植物在其 180 公里范围内有少量体细胞突变（不会遗传给后代的微小遗传变化），这有助于它在当地条件下生存。
然而，这只是一种预感，我们正在通过实验来解决这个假设。我们在鲨鱼湾进行了一系列实验，以真正了解植物如何在如此多变的条件下生存和繁衍生息。
海草的未来
海草保护我们的海岸免受风暴破坏，储存大量碳，并为多种野生动物提供栖息地。保护和恢复海草草甸在以下方面发挥着至关重要的作用：缓解和适应。
海草也无法免受气候变化的影响：气温升高、海洋酸化和极端天气事件对它们来说是一个重大挑战。
然而，我们现在所掌握的鲨鱼湾巨型海草巨大恢复力的详细情况让我们看到它们将在未来许多年里存在的希望，特别是如果对气候变化采取认真的行动的话。
伊丽莎白·辛克莱，高级研究员，西澳大利亚大学;加里·肯德里克，海洋研究所温思罗普教授，西澳大利亚大学;简·埃奇洛，博士生（海洋生物学），西澳大利亚大学，以及马丁·布里德，生物学高级讲师，弗林德斯大学。
