兰花“进化论”:河源紫金科研团队成果登上国际顶尖期刊背后

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原创2022-05-17 08:31

5月,正值极度濒危兰科新物种广东舌唇兰和紫金舌唇兰的花期,中旬以来,广东紫金白溪省级保护区迎来连日暴雨,坐在保护区管理处的叶钦良望向莲花山脉深处,惦记着山里的兰花。

叶钦良是紫金白溪省级自然保护区管理处的副主任、教授级高级工程师,2017年,由他带领的科研团队在保护区内发现了两个兰科新物种,并分别以“广东”“紫金”命名,随后便联合高校对新物种开展一系列研究。今年4月,团队主要参与的研究论文在国际植物学领域顶尖期刊《自然·植物》上发表,填补了全球兰科植物进化研究空白。

5月14日,南都、N视频记者专访了叶钦良。研究成果的发表使得他和团队沉浸在兴奋中,但叶钦良深知不能止步于此,未来希望通过就地保护和开展人工繁殖研究,培育种苗回归自然,扩大种群数量,争取早日解除它们的濒危状态。“目前还有很多发现等待探索,自然保护工作还任重道远。”

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钟智明(左)、李玉峰(中)及叶钦良(右)。受访者供图

山林里的研究登上国际权威期刊

今年4月,紫金白溪省级自然保护区科研团队收获了硕果。

国际植物学领域顶尖期刊《自然·植物》4月21日在线发表了保护区科研团队主要参与完成的研究成果——《有叶和无叶舌唇兰基因组揭示真菌异养植物的进化》,填补了全球兰科植物进化研究空白,引起国内外植物学界的广泛关注。

据悉,该研究是以广东舌唇兰和紫金舌唇兰这两个2018年发表的兰花新种为基础,由保护区科研团队开展数年科研监测,联合福建农林大学进行系列深入研究,在真菌异养(腐生植物)领域取得的重要学术成果。

叶钦良是该文的共同第一作者,保护区科研人员李玉峰、钟智明则为主要参与完成人。叶钦良介绍说,这项研究还原和构建了真菌异养兰花进化场景和基本框架,更新了传统兰花与真菌互作关系的认知,同时重建兰亚科祖先基因工具包,推进了兰科植物的起源与演化研究。

扎根于河源紫金山林里的林业科研“县级队”,何以将研究做到科学界普遍关注的国际性顶级学术权威期刊上?

兰科新种取名“广东”“紫金”

叶钦良和兰科植物的故事还得从12年前说起。

2010年,林业专业出身的叶钦良从紫金县林业科学研究所来到紫金白溪省级自然保护区,一头扎进了生态监测、研究与保护以及自然科普教育的工作中。

紫金白溪省级自然保护区位于河源紫金境内,总面积5755.5公顷。在多雨湿润的条件下,生物繁衍更迭活跃,动植物资源丰富,生态系统保持完整。

监测野生动植物是叶钦良和团队主要成员钟智明、李玉峰的日常工作内容之一,其中兰科植物备受关注。“因对生态环境的要求特别高,兰科植物算得上是生态环境的指标性物种,如果生态环境质量差,兰科植物种类种群和数量分布会减少。” 叶钦良向南都记者介绍。

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广东舌唇兰。受访者供图

2017年5月,在叶钦良和钟智明、李玉峰进行日常野外科学考察的过程中,揭开了蕴藏在紫金白溪省级自然保护区的“秘密”——山里有两个不曾面世的兰科新物种。三人在保护区海拔500-600多米的白溪深山发现了一种此前从未见过的无叶兰花,也即是后来被他们命名为广东舌唇兰的新物种,十多天后,不远处又一新物种紫金舌唇兰被发现。经分子生物学鉴定,确认这两个都是当时兰科植物名录里没有的物种。

发现新物种的消息,在翌年被大众所知晓。科研团队在做好数据收集后,将这一发现成果发表在国际知名植物分类学期刊《Phytotaxa》上,新物种分别以“广东”和“紫金”命名。2018年3月底,紫金县政府还特地召开新闻发布会向社会公布了这个消息。

两种兰花均属极度濒危物种

广东舌唇兰和紫金舌唇兰是广东省首个由林业自然保护区科技人员发现并作为第一作者发表、命名的植物新种,也是河源市首个由本土技术人员发现、发表并命名的植物。

中国林科院热林所教授李意德在物种发表后评价说,这为兰科植物的进化研究提供新的科学依据。作为优良森林生态环境的指示植物类群之一,两个兰科新种的发现,说明白溪保护区的森林生态系统保护得很好。

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紫金舌唇兰。受访者供图

根据世界自然保护联盟红色名录类别和标准,广东舌唇兰和紫金舌唇兰均属极度濒危物种。广东舌唇兰仅发现2个居群,每一居群都不超过10棵植株;紫金舌唇兰仅发现1个居群,居群不超过50棵植株。

两新种为兰科舌唇兰属成员,属于姐妹类群。广东舌唇兰发现于海拔约660米的溪谷旁边的密林下,为完全真菌共生的腐生兰,完全没有绿叶,植株高19-22 cm。紫金舌唇兰则发现于海拔550 m的山坡路边,为地生植物,植株高35-45 cm。

叶钦良介绍,每年5月前后,是广东舌唇兰和紫金舌唇兰短暂的花期。根据目前发现,广东舌唇兰会出现在密林里的阴暗环境里,一年下来除了花期都难见踪影。紫金舌唇兰长有叶子,生长在光照充足的路边。“两种兰花有亲缘关系,形态却大相径庭,这引起了我们很大的好奇心”。

物种种群稳定生长势头好

为了解开更多关于新物种背后的谜团,2019年5月,保护区科研团队联合福建农林大学对其进行全基因组测序,并开展一系列研究。

在4月至6月的紫金白溪省级自然保护区,总有叶钦良和团队其他队员行走在山涧密林之间的身影。“每次进山总需要花费一天的时间。早上出发,在山里开始研究、观察、拍照、取样,期间饿了就吃些干粮,再下来时就已经到下午四、五点了,通常都是这样。”

保护区科研团队成员对于进山早已习以为常。两个植物新种的分布点都在偏僻的山上,从保护区管理处驾车出发,只能先到达山里的大路边,随后更多需要靠步行。行走在山林间,实际上也是科研团队的工作内容,除了关注兰科植物外,保护区的巡护监测也是日常事项。

自发现两个新种,保护区科研团队就开始采取了就地保护措施并开展连续的监测与研究,数年下来,团队发现两个物种种群是稳定的,数量没有明显变化。

叶钦良介绍,“两个物种千万年来发展至今,虽然数量稀少,但却没有灭绝,说明它们有自己的生存机制。种群稳定意味着它们没有受到破坏和人为干扰,处于一个自然生长的状态,是非常好的势头。”

“自然保护工作还任重道远”

“今年的成果发表,给我们非常巨大的鼓舞。尤其是这个成果源于我们在2018年发表的物种,更加难能可贵。我们一直处于兴奋当中。” 功夫没负有心人,谈及研究成果能在国际植物学领域顶尖期刊《自然·植物》上发表,叶钦良仍显得兴奋。

当下,科研团队希望争取早日解除这两个物种的濒危状态。针对广东舌唇兰和紫金舌唇兰的工作,除了加强就地保护,还将开展人工繁殖研究,叶钦良期望能把种苗培育出来开展野外回归,扩大种群。

与此同时,探索应用前景也是团队目前的工作方向。“比如在园艺方面,是否可以利用?人工栽培前景如何?能否让如今濒危的植物在未来走入寻常百姓家成为观赏植物呢?我们都在探索。”

在叶钦良眼中,团队年轻技术人员吃得了苦,耐得住寂寞,有扎根大山的情怀,不唯求名利,还有扎实的专业知识,促使了这些成果的诞生,同时他也深知,绝不能止步于此。

“紫金白溪省级自然保护区是一座‘宝库’,目前还有很多发现等待探索。我们还要继续做好生态监测研究与保护,做好以生物多样性为内容的自然科普教育,自然保护工作还任重道远。”叶钦良说。

出品:南都即时

采写:南都见习记者 黄嘉丰

编辑:张亚莉,向雪妮

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