“特立獨行”的光葉蕨:形成年代遠比大熊貓久遠
前不久,一則峨眉后山發(fā)現(xiàn)光葉蕨的消息躥紅網(wǎng)絡(luò)。這個被稱作“二郎山神草”的物種牽動了很多人的心。
光葉蕨是我國特有的極危珍稀蕨類植物,數(shù)量極為稀少,此前的記載僅分布于天全縣二郎山,此次在峨眉后山被發(fā)現(xiàn),刷新了學(xué)界的認識,也讓很多人心生好奇:光葉蕨究竟是一種什么樣的草?它有何神奇之處?
神秘的“草”曾“銷聲匿跡”30多年
1963年,光葉蕨首次被發(fā)現(xiàn)。當時,中科院院士、著名植物學(xué)家王文采來到雅安市天全縣二郎山的團牛坪一帶,在潮濕的溪邊陡崖石頭上,找到了這種地表只有一片葉子、根深不到兩厘米的植物。1966年,中科院院士、中國蕨類植物學(xué)的奠基人秦仁昌根據(jù)這株模式標本,發(fā)表了新屬新種,將其命名為光葉蕨。
此后的30多年時間里,光葉蕨幾乎處于“隱身”狀態(tài)。“山上都翻了一遍,人能去的地方基本都去了,總是見不到光葉蕨的影子。”天全縣林業(yè)局高級工程師楊洪忠回憶,王文采當年發(fā)現(xiàn)光葉蕨的地方,“二郎山神草”消失了。
1992年出版的《中國植物紅皮書》第一冊中,光葉蕨被列為瀕臨絕滅。1999年9月9日起施行的《中國國家重點保護野生植物名錄(第一批)》中,光葉蕨被列為國家Ⅰ級重點保護野生植物。
直到本世紀初,中科院成都生物研究所研究員邢公俠才在二郎山區(qū)域重新發(fā)現(xiàn)光葉蕨。此時,距離它首次被人類記錄,已過去了30多年。
一直被認為是二郎山獨有的光葉蕨,在前不久,又一次刷新了植物學(xué)家的認知。省自然資源科學(xué)研究院峨眉山生物站工程師李策宏等人在峨眉后山發(fā)現(xiàn)了光葉蕨的小種群,“我們也很意外,剛開始都不敢相信。”6月,李策宏和團隊來到峨眉后山進行植物多樣性考察,偶然發(fā)現(xiàn)一株形態(tài)奇特的蕨類植物。通過反復(fù)查閱植物志,對其形態(tài)特征進行詳細的比較觀察,并邀請北京蕨類專家進行室內(nèi)分析,經(jīng)過多方求證后才于7月發(fā)布了消息。
業(yè)界專家認為,此次在峨眉后山發(fā)現(xiàn)光葉蕨,極大地豐富了對該物種分布規(guī)律和演化歷史的認識,對深入探討東亞與北美植物區(qū)系的聯(lián)系和區(qū)別,揭示東亞-北美間斷分布模式的形成和對光葉蕨物種種質(zhì)的遷地移栽和資源保護具有重要的意義。
挑剔的“草”對于雨水有著偏執(zhí)的喜愛
光葉蕨“長相”十分特殊:它通常只有一片葉子,很薄,長約40厘米,上面密密麻麻布滿10多對對稱的羽片,羽片最寬處只有8厘米。它的盛放種子的地方——孢子囊,就長在羽片上。可以說,一片葉子,幾乎就是一株光葉蕨的全部。依據(jù)它的形態(tài),王文采曾判斷,光葉蕨的形成年代遠比大熊貓久遠。
光葉蕨的珍貴不僅是因為它年代久遠,還因為數(shù)量太少接近瀕危。光葉蕨是第二次全國重點保護野生植物資源調(diào)查和《全國極小種群野生植物拯救保護工程規(guī)劃》的頭號物種。2013年9月,科研人員在二郎山找到一個殘存的種群,全部只有103個片葉;2020年6月,又在峨眉后山發(fā)現(xiàn)幾株光葉蕨。但是,光葉蕨的人工繁育難題一直沒有解決。物種總面積不到20平方米,總數(shù)量不足100株的現(xiàn)實沒能改變。
由于光葉蕨的根系不是很發(fā)達,所以棲息地陽光基本照射不到。目前已發(fā)現(xiàn)的光葉蕨三處種群所在地,均位于背陰坡的水邊,濕度常年維持在65%以上。光葉蕨對環(huán)境要求極為苛刻:海拔分布相對較高,大致為海拔2300-2500米之間,分布幅度極其狹窄;潮濕、多霧、無直射光;“盤踞”于溪溝邊附近的巖壁上,多有苔蘚伴生,土壤為弱酸性土。“太特殊了。它對生存環(huán)境過于‘挑剔’。”省林科院林研所相關(guān)負責人說。
此次峨眉后山發(fā)現(xiàn)光葉蕨的區(qū)域小氣候環(huán)境與二郎山相似。李策宏認為,“可能這里以前也有,但是沒有被發(fā)現(xiàn)。”不過,他也不排除從峨眉山到二郎山有光葉蕨分布帶的可能性,但這有待進一步科考結(jié)果證實。
挑剔的光葉蕨自帶一份“特立獨行”,是無數(shù)植物學(xué)家為之傾倒的對象。在楊洪忠看來,它身上承載了太多的生態(tài)學(xué)、生物學(xué)價值。作為中國特有種,光葉蕨介于蹄蓋蕨屬和冷蕨屬之間,不僅具有觀賞價值,還在研究蕨類植物雜交和蹄蓋蕨科的系統(tǒng)發(fā)育上具有關(guān)鍵性作用。
人工繁育
葉片上不起眼的小突起藏著光葉蕨的大秘密
意外識珠芽三部曲
2015年,陳小紅再上二郎山尋找光葉蕨,她注意到葉片上一個不起眼的突起解剖小突起,發(fā)現(xiàn)橫截面上有類似莖的結(jié)構(gòu),猜想這個東西應(yīng)該能長成小苗2018年,認定學(xué)界“性質(zhì)尚不明的小突起”就是珠芽,可生長形成新的植株
光葉蕨野外種群不過百余株,讓它們徹底擺脫瀕危狀態(tài),首要思路是開展人工繁育。從2013年開始,四川啟動了極小種群保護與拯救行動,光葉蕨等14個極小種群植物被首批納入保護與拯救范圍。但多年來,人工繁育工作一直困難重重。
近日,好消息傳來,經(jīng)過5年探索,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授陳小紅破解了光葉蕨人工繁育難題,向光葉蕨人工種群的建立和野外回歸邁出新的一步?!醣緢笥浾?寇敏芳
探索
常規(guī)孢子繁殖方法困難重重
蕨類植物的繁殖分為有性繁殖和無性繁殖兩種。有性繁殖又稱孢子繁殖,是蕨類植物主要的繁殖手段。
野生狀態(tài)下的光葉蕨自我繁殖,主要靠孢子囊。據(jù)了解,此前的大多數(shù)研究,也主要聚焦于孢子繁殖。每年五六月間,孢子囊開始形成,至9月底孢子囊成熟炸開,孢子彈出并散落于地表。當遇到適宜的萌發(fā)條件后,孢子才能萌發(fā)產(chǎn)生配子體,配子體上再產(chǎn)生頸卵器和精子器,二者結(jié)合形成受精卵,再形成胚而產(chǎn)生新植株個體。但孢子要萌發(fā)成苗必須具備合適的繁殖條件。
多年的人工繁育實驗表明,光葉蕨的孢子繁殖比較困難,其孢子萌發(fā)時間長達60天,且只進行到配子體階段,并未真正成苗。野外種群觀察也發(fā)現(xiàn),每年光葉蕨植株數(shù)量增長極為有限,表明野外孢子繁殖受到明顯限制,孢子萌發(fā)率極低,對光照、氣溫、濕度、土壤等的要求極苛刻。孢子繁殖成苗困難,也就使得人工繁育困難重重。
新路
意外發(fā)現(xiàn)光葉蕨的珠芽繁殖
陳小紅破解光葉蕨人工繁育難題并不是從孢子入手,而是無意間找到一條新路。
2013年,陳小紅承擔了“第二次全國重點保護野生植物資源調(diào)查”雅安市范圍的調(diào)查任務(wù)。在二郎山,她第一次遇到光葉蕨。“在一個小水溝的兩塊石頭上,光葉蕨從巖石縫隙里伸出葉子,在風(fēng)中搖擺,好像在沖我招手。”此后的調(diào)查中,陳小紅再也沒有在別的地方看到過光葉蕨。越是稀有,越是好奇。從事木本植物研究的她,被這株“神草”迷住了。
2015年,陳小紅再上二郎山尋找光葉蕨。這次,她注意到葉片上一個不起眼的突起?!吨袊参镏尽酚浭龉馊~蕨屬“在分類位置上是介于蹄蓋蕨和冷蕨屬之間,不同的是中部羽片的羽軸頂部下側(cè)具有性質(zhì)尚不明的小突起。”
好奇心的驅(qū)使下,陳小紅想要解開小突起的未解之謎。由于光葉蕨是瀕危植物,不能隨便采集,她在秋季撿拾了幾片枯落葉,此時上面的小突起還沒有完全枯萎。
開始,她懷疑小突起是病害,直接把樣本送到病理檢驗室,但檢驗結(jié)果一切正常。陳小紅不死心,又做了解剖,橫切小突起之后,驚訝地發(fā)現(xiàn),橫截面上有類似莖的結(jié)構(gòu)。“當時就猜想,這個東西應(yīng)該能長成小苗。”根據(jù)她的觀察,葉片枯萎后,小突起還在生長,看起來像在發(fā)芽。
此后,陳小紅團隊持續(xù)跟蹤研究。到2018年,初步完成光葉蕨瀕危機制的研究,認定學(xué)界“性質(zhì)尚不明的小突起”就是珠芽。光葉蕨的珠芽位于成年植株羽片頂端的小脈中部,每個羽片頂端著生1至4粒珠芽,1個葉片可結(jié)出近80粒珠芽。團隊觀察發(fā)現(xiàn),珠芽成熟后掉落到土壤,可生長形成新的植株,得出珠芽繁殖是光葉蕨的一種新繁殖方式。
如今,陳小紅團隊已經(jīng)在實驗室利用珠芽培育出光葉蕨小苗。省林草局相關(guān)負責人認為,其研究成果不僅填補了分類學(xué)上對光葉蕨的認知,而且為光葉蕨的人工繁育找到經(jīng)濟、快捷而又有效的技術(shù)方法。光葉蕨在走過了發(fā)現(xiàn)難、繁殖難后,野外回歸建立新的人工種群已指日可待。
□記者 寇敏芳
(責編:袁菡苓、高紅霞)
【來源:人民網(wǎng)四川頻道】
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