科技发布厅丨跨越世纪的“重逢”!消失百年的植物再现四川贡嘎山区

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7月5日,中国科学院成都生物研究所生物多样性与生态系统服务领域、重庆师范大学和四川省林业科学研究院的科研人员在国际植物分类学期刊《PhytoKeys》上刊发论文,该研究再次发现了卫矛科植物尖齿卫矛,距离这种植物发表已经过去了一百多年。

这是一种四川特有的植物。自1908年著名植物猎人威尔逊在四川西部采集到其果期标本,再由西方植物学家发表后,哪怕许多科研人员踏破铁鞋,也再未寻觅到它的踪迹。

2021年8月,时隔一百多年,中国科学院成都生物研究所(以下简称“生物所”)科考人员在四川贡嘎山地区发现了尖齿卫矛鲜活种群,并首次描述和阐明了该物种的花部特征,并根据花的形态及分子证据支持将其归入卫矛属。

这场与尖齿卫矛看似偶然的“重逢”,对生物研究所助理研究员胡君而言,却是“蓄谋已久”。

两年前在与同行交流和查阅《四川植物志》时,胡君注意到,一种名叫“尖齿卫矛”的植物,自1908年在四川“瓦山”被采集并发表以来再无音讯。哪怕是《中国植物志》中记载过的一次采集记录,也没有相关图片,更也没有提及标本存放的场馆。重走威尔逊之路的印开蒲研究员和研究卫矛科的植物专家都经过了多年寻找,均未找到。

唯一的模式标本只有果实,“花未见”,限制了后续的研究可能。“这种情况是比较罕见的,值得我们去寻找、去厘清。”胡君把这件事记在心里,针对“瓦山”这一地名多次向人打听,可惜没有太多收获。

转机出现在2021年5月,四川省林业科学研究院的一支科考队伍在贡嘎山进行植物调查时,给胡君传来了一张卫矛科植物照片。“叶子边缘有尖刺,叶柄贴近枝条呈抱茎状态。”胡君很激动——这很有可能就是自己正在寻找的尖齿卫矛。

要想在前人基础上有所突破,还要静待尖齿卫矛的花期。胡君根据之前的文献记录和同行拍摄照片上显现的小花苞,推测出其花期应该在八月份前后。

2021年8月,胡君带队进行科考任务时,专程前往同事留下的GPS定位点——贡嘎山东南坡、四川九龙县的一条峡谷中寻找。在徒步了近两小时后,他远远地看到了崖上一丛暗绿色的植物,“外观色彩、生境条件和植株高矮好像和记录上的差不多。”

爬上去后,胡君激动起来——这正是他苦苦寻觅的尖齿卫矛,正如他预计的那样,尖齿卫矛的植株部分花朵正在开放。

此前,基于对尖齿卫矛形态特征特别是果实形态的观察,在编写《中国植物志》时,研究人员将尖齿卫矛从卫矛属转移到沟瓣属,拟名为冬青沟瓣。“根据威尔逊的模式标本,其叶片坚硬,具尖刺,果实常是4瓣,一些研究人员认为比较符合沟瓣属的定义。”胡君解释。

此次发现颠覆了这一认知。尖齿卫矛的花明显为5基数,有5个萼片,5个花瓣,5个雄蕊,在发育良好的子房中分为5室。胡君和同事认为,以上这些形态特征都与沟瓣属4基数的特征不符,而应将其归属于卫矛属类型。

为了测试利用花特征推断出的分类地位是否与分子数据相符,他们还通过对尖齿卫矛以及形态上与其相近的刺叶沟瓣的样本进行分子实验,结合已发表研究的数据进行了系统发育分析。

分子系统树显示,尖齿卫矛与置于沟瓣属的四个种可以得到一个支持率较高的分支,嵌套在卫矛属中,这肯定了尖齿卫矛的系统位置应放置于卫矛属,而且进一步证明沟瓣属的物种可能应合并到卫矛属中。

此外,由于尖齿卫矛是四川特有种,在本次发现之前无任何野生种群信息,在最近的《中国生物多样性红色名录》中被评为极度濒危物种(CR)。研究人员根据新考察到的尖齿卫矛活体种群数量和生境条件,考虑到种群量非常少和分布区受到自然灾害的威胁,根据最新的分类和标准,仍将尖齿卫矛评估为极度濒危物种(CR)。

“既然发现了尖齿卫矛的野生种群,就有希望通过引种、栽培,来更好地保护它,让它不再‘消失’。”胡君说。这也意味着,未来,尖齿卫矛可能会被更多人所看到、所熟知。

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