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海南新发现天麻属植物 热带雨林的神奇存在

  • 发布日期:2024-01-22 17:21
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  2023年,海南大学热带农林学院宋希强教授科研课题团队发文报道,在海南热带雨林国家公园管理局霸王岭分局发现了兰科植物新物种——“霸王岭天麻”(Gastrodia  bawanglingensis),这是海南记录到的第4种天麻属植物。

  至此,海南的植物科研工作者自2007年以来,先后发现了4种天麻。


宋希强教授(中)团队。本文图片除署名外均由陈枳衡 摄


  天麻其实是一种兰花

  说到天麻,大家应该不会陌生,其含有的天麻素能治疗包括偏头痛在内的多种疾病,但野生数量稀少,难得一见而被奉为上等药材。目前,这种珍贵的中药材在云贵高原已实现人工种植。

  但是你知道,天麻也是一种“兰花”吗?没错,天麻所在的天麻属是一类腐生型兰科植物,它们叶片退化消失,根也退化,具有肥厚的块茎,依靠共生真菌提供生长繁殖所需的养分。

  天麻平时生活在枯枝落叶下,传宗接代的时候才出土开花,由于腐生兰神出鬼没,来去无踪,开完花结完果就消失不见,再加上他们没有绿叶,外表与普通植物相差甚远,因此又被称为“鬼兰”。

  资料显示:全世界兰科植物中有超过40个属、200个种的腐生植物,其中天麻就占了将近一半,且大部分生活在热带地区。当然,在温带甚至寒温带也能发现他们的身影,如在西伯利亚就有天麻(Gastrodia  elata)分布。

  我国有超过100种腐生兰,其中有30多种天麻。

  海南目前已发表的腐生兰有24种,天麻属有4种,分别为海南天麻(Gastrodia longitubularis)、白点天麻(G.  punctata)、勐海天麻(G. menghaiensis)、霸王岭天麻(Gastrodia  bawanglingensis),其中海南天麻、霸王岭天麻为海南特有种,白点天麻在中国仅海南有分布。


霸王岭天麻。

霸王岭天麻的花朵。


  发现霸王岭天麻

  将时间回拨到2007年。宋希强教授团队在霸王岭调查期间,发现了一种开着棕褐色花朵的天麻属植物,具有长长的花被筒,经过严谨的形态对比后,确认这是一个新物种。而在这之前,海南还没有天麻属植物的记载,这是海南发现的首个天麻属物种,宋希强教授将其中文名命名为“海南天麻”,拉丁名种加词longitubularis,则描述了其较长的花被筒。


海南天麻。


  2017年,海口畓榃湿地研究所负责人卢刚在霸王岭发现并发表了中国新记录种“白点天麻”。


白点天麻。


  2021年,中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所兰花资源专家黄明忠,在吊罗山发现并发表了海南新记录种“勐海天麻”。


勐海天麻。张中扬 摄


  加上2023年发表的“霸王岭天麻”,16年间,4种天麻在海南的热带雨林中被发现。这是相关科研人员努力的成果,也是海南生态保护的成效。

  海南目前最晚发现的霸王岭天麻是其中最小的天麻,开花植株高不足10厘米,这在郁郁葱葱的雨林中很容易就被枯枝落叶所覆盖,若非特别的缘分,很难相见。这也是霸王岭天麻这么晚才被发现的原因之一。

  我们很幸运,碰上了霸王岭天麻最容易见着的时刻:它们为了将种子传播得更远,在结果后果梗会快速伸长,白色的果梗顶着带有白点的棕褐色的果荚挺立在枯枝落叶中,就醒目多了。

  笔者第一次见到它是在2021年的5月中旬,当时正在进行海南兰科植物资源调查,在海拔1000米左右的热带山地雨林中,看见了它们的果实,果梗的高度在20厘米左右,我们通过形态对比确认这是一种海南没有记录过的兰科植物,初步判断为天麻属物种。

  在随后的一年里,我们推测花期,连续回访,笔者与好友张中扬一起先后5次登上那座千米高山,只为一睹其芳容。在第五次调查回访时,我们就像纪录片里寻找虫草的场景一样,趴在地上,一寸一寸地前进,小心翼翼地拨开一枝一叶。终于,功夫不负有心人,我们在拨开一片树叶后,发现了它的花。这一刻,应该是所有“植物人”最幸福的时刻之一了!

  新物种鉴定 浪漫而漫长

  现代生物分类学之父、植物分类学的鼻祖林奈创立了“双名法”命名系统,此后,所有被人类已知的物种都有了自己独一无二的名字,而新发现的物种则会被赋名发表。

  “双名法”,又称“二名法”,是对生物种类的命名规则,所给定的学名之形式,自林奈《植物种志》(1753年,Species  Plantarum)后,成为种的学名形式。每个物种的学名由两个部分构成:属名和种加词(种小名)。

  发表新物种是一个浪漫的时刻,但确定新物种却是一个漫长的过程。首先,需要记录该物种不同生活期的形态结构,同时,还需要寻找更多的个体,以确定不是因个体变异导致的性状差异。在这之后,需要将这个未知种与其所在类群的相似种对比。在过去,需要形态上的一一对应,确定不是现有记录的物种;随着技术的进步,证明一个物种身份的证据除了传统的形态学,还有分子生物学。

  因此,科研工作者在形态学上初步确认后,还需收集分子样本测序,并与同属及其相关类群的基因组对比,以佐证形态学分类结论。

  为了解它的形态结构,我们拍摄记录并解剖了它的花朵,这是植物分类学中必不可少的步骤。譬如霸王岭天麻,我们发现其具有花不开放,唇瓣有四个脊,柱脚缺失,合蕊柱先端具有一对向外弯曲的侧翼等区别于其他天麻的特征。通过形态学、叶绿体基因组对比论证,这一未知种确实为兰科植物新物种,因其首次发现于霸王岭,特取其学名为Gastrodia  bawanglingensis Z.H.Chen, Z.Y.Zhang &  X.Q.Song,中文名为“霸王岭天麻”,并于2023年3月正式发表。

  不开放的花怎么结果?

  新物种是自然界中原本就存在的,并不是人为创造出来的,但是发现新物种却能把新物种潜在的价值挖掘并展现在人类面前,使我们对世界的认识更上一层楼。霸王岭天麻的发现,不仅丰富了我国的植物资源库,人们可能还可以通过它那无法开放的花朵,揭开沧海桑田的秘密。

  一朵不开放的花,怎样才能结果?这个疑问在解剖霸王岭天麻花朵的时候被揭晓:在柱头和花被筒内壁上发现有大量花粉;野外观察发现其结果率非常高,除败育花朵外达到  100%。在开花前对3株共10朵花的花蕾进行套袋,发现15天后每株都已结实。这些观察表明霸王岭天麻为自花授粉。

  而天麻属可能是唯一包含具有完全闭花传粉的属,霸王岭天麻为世界上第六种被报道的闭花传粉天麻,且6种天麻全部分布在岛屿上,这也进一步证明了岛屿是造成天麻自交的因素之一。与大陆相比,岛上频繁的地质活动和气候变化,可能导致天麻生存环境的急剧变化,从而造成传粉媒介的丧失,不可靠的传粉者服务和维持开放花朵的高昂成本,可能驱使这部分天麻放弃虫媒传粉转而闭花传粉,这是对传粉者缺失作出的对策,但也意味着这些自交类群已处于灭绝的边缘。

  在越南和我国的云南、广东、台湾等地,都有与霸王岭天麻相近的物种,这些物种是否都是沧海巨变后的遗物呢?目前还不得而知,但在未来,可以通过分子手段分析这些物种,或许会成为海南地质变迁猜想的重要证据。

  霸王岭天麻除了天麻属本身可能具有的药用价值外,其小小的身躯里可能蕴藏着这片大地身世的秘密,这正是新物种带给人类的科研价值。在可以预见的未来,在海南这个生物多样性宝库之中,还会有无数个新物种在人类的探索下被发现。

  (海南日报客户端 作者:陈枳衡 2024-01-22 )




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