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韶關(guān)丹霞山新物種考察記:中大團(tuán)隊(duì)與東方卷柏鐵馬鞭的相遇

2022-09-06 16:40:52 8134

摘要:丹霞呵叻蛛、丹霞鐵馬鞭、丹霞鐵角蕨、東方卷柏等4個(gè)新物種于近日先后正式發(fā)表。南都、N視頻記者日前專(zhuān)訪上述物種的研究團(tuán)隊(duì)了解到,這些動(dòng)植物新物種有的已成為植物園藝工作者廣泛使用的綠植種類(lèi)、有的能夠改善土壤條件、有的發(fā)現(xiàn)源于偶然、有的不仔細(xì)看“...

丹霞呵叻蛛、丹霞鐵馬鞭、丹霞鐵角蕨、東方卷柏等4個(gè)新物種于近日先后正式發(fā)表。南都、N視頻記者日前專(zhuān)訪上述物種的研究團(tuán)隊(duì)了解到,這些動(dòng)植物新物種有的已成為植物園藝工作者廣泛使用的綠植種類(lèi)、有的能夠改善土壤條件、有的發(fā)現(xiàn)源于偶然、有的不仔細(xì)看“還以為是蚊子”。

據(jù)了解,目前丹霞山已知高等植物約2260種,其中有15個(gè)植物新種是在丹霞山發(fā)現(xiàn)和命名的,它們大都是丹霞地貌特有種,多為數(shù)量稀少的極小族群。中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授廖文波告訴南都記者,丹霞山上之所以會(huì)出現(xiàn)一些特有物種,可能是由于它的地理、生態(tài)及遺傳要素共同決定的。

位于廣東韶關(guān)的丹霞山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是一個(gè)山間盆地,以赤壁丹崖為特色,因“色如渥丹,燦若明霞”而得名。特殊的沉積物質(zhì)和沉積環(huán)境塑造了丹霞山“頂平、身陡、麓緩”的特點(diǎn),山水之間的河谷地帶散居著70多個(gè)客家村落,組成了“山水林田湖草 ”生命共同體。丹霞特有新物種不斷被發(fā)現(xiàn),極大地提升了丹霞山生物多樣性的特殊地位和珍貴價(jià)值。

東方卷柏:已在園藝綠化中使用

廖文波向南都記者介紹,自1993年起,中山大學(xué)植物學(xué)的團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始在丹霞山進(jìn)行生物多樣性考察研究工作。2008年前后,中國(guó)丹霞聯(lián)合申報(bào)世界自然遺產(chǎn)地,也加快了丹霞科考的規(guī)模和力度。

2019年,中大團(tuán)隊(duì)在整理過(guò)往采集的丹霞山樣本時(shí),發(fā)現(xiàn)在巖壁上采集到的卷柏樣本“有點(diǎn)奇怪,它有兩種體態(tài)”。開(kāi)始時(shí)團(tuán)隊(duì)并未在意,但在隨后的野外考察中,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),不少樣本出現(xiàn)這一現(xiàn)象。而在雨季之后,這兩種不同體態(tài)的卷柏顏色很不相同,復(fù)綠的程度也不相同。

東方卷柏與卷柏( 紅框中的是卷柏)。

于是,團(tuán)隊(duì)成員想到將這兩種體態(tài)的卷柏掰開(kāi)觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是可以分開(kāi)的兩株植物。隨后,他們將這兩個(gè)樣品送去做了DNA檢測(cè),并查看了大量的憑證標(biāo)本及過(guò)往研究結(jié)果。

在這個(gè)過(guò)程中,他們發(fā)現(xiàn),不少專(zhuān)家將這兩種體態(tài)的卷柏鑒定成了同一種植物,即卷柏?!昂貌蝗菀子幸环輼?biāo)本被鑒定成新種,給了新名稱(chēng)。但因僅有一份,體態(tài)差別并不大,在沒(méi)有分子證據(jù)的情況下難以進(jìn)行確認(rèn)。因此,該種還是被認(rèn)為改為卷柏比較妥當(dāng)”,廖文波說(shuō)。

團(tuán)隊(duì)成員利用文獻(xiàn)搜索,縮小了比對(duì)范圍,特別是針對(duì)約30來(lái)種進(jìn)行了分子數(shù)據(jù)對(duì)比,結(jié)果認(rèn)為“這是一個(gè)好種”,即比較獨(dú)立的、單獨(dú)的種。

在為這一新種命名時(shí),他們?cè)鞠朊麨椤暗は季戆亍?,因?yàn)檫@種卷柏在福建、江西、湖南、廣西等地的丹霞地貌中也有被發(fā)現(xiàn),但怕被人誤解這一種僅出現(xiàn)廣東的丹霞山,再加上檢查館藏標(biāo)本時(shí)兩位早期的植物學(xué)家聯(lián)名給該標(biāo)本進(jìn)行了命名,記載為“orientali-chinensis”,中文意思即為“東方中國(guó)”。為了紀(jì)念兩位科學(xué)家的貢獻(xiàn),這一新種就沿用了早期的命名,稱(chēng)為“東方卷柏”。

東方卷柏的形態(tài)特征(新鮮材料)。

廖文波向南都記者介紹,雖然這一新種剛被發(fā)表,實(shí)際上,植物園藝工作者們?cè)缫褜⑺鳛閳@林綠化進(jìn)行廣泛的栽培、應(yīng)用。

在發(fā)現(xiàn)東方卷柏是新種后,不少同行及愛(ài)好者將拍到的近似照片發(fā)在了植物論壇里,詢(xún)問(wèn)是否為東方卷柏。在園藝上,卷柏和東方卷柏早已被稱(chēng)為“大小卷柏”,大的是卷柏,小的是東方卷柏。

東方卷柏的發(fā)現(xiàn)也激起了植物愛(ài)好者們的熱情。廖文波說(shuō),有些愛(ài)好者還從東北、海南等地發(fā)來(lái)相似的標(biāo)本,中大團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn),“其中的一些的確是新種東方卷柏”,并且,2021年也有同行在海南發(fā)現(xiàn)了一種與東方卷柏形態(tài)、生境都很相似的新種——彩虹卷柏。

廖文波說(shuō),“全世界卷柏屬有700多種,研究起來(lái)非常困難,因?yàn)槟阈枰莆沾罅康馁Y料才能進(jìn)行判斷,有點(diǎn)像‘大海撈針’。但在植物分類(lèi)學(xué)中,它也有一定的規(guī)律,比如按特征進(jìn)行檢索、分類(lèi)。根據(jù)某些特征,就可以按類(lèi)別往下追溯,范圍就會(huì)變小。如果追溯不到了,很可能就是新的,然后再進(jìn)一步驗(yàn)證”。

丹霞鐵馬鞭:能夠改良土壤環(huán)境

丹霞山此次發(fā)現(xiàn)的另外一個(gè)新種“丹霞鐵馬鞭”,同樣來(lái)自中山大學(xué)植物學(xué)團(tuán)隊(duì)。

廖文波告訴南都記者,丹霞鐵馬鞭屬于豆科植物,據(jù)文獻(xiàn)記載,豆科植物一般具有固氮作用。他向南都記者表示,丹霞地貌是一種紅層地貌,巖層多沙礫,在長(zhǎng)期的風(fēng)化過(guò)程中,形成了沙質(zhì)土。丹霞鐵馬鞭這一類(lèi)植物適應(yīng)于干旱環(huán)境,成為先鋒植物,在生長(zhǎng)過(guò)程又進(jìn)一步改良了土壤。土壤環(huán)境被不斷改良后,土層厚度、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)也得到改良,其他草本植物會(huì)順利進(jìn)入。慢慢地,土壤進(jìn)一步加厚,灌木、喬木就會(huì)長(zhǎng)進(jìn)來(lái),形成灌草叢、灌木林甚至森林一樣的環(huán)境。

但與東方卷柏不同,丹霞鐵馬鞭目前僅在韶關(guān)丹霞山上有發(fā)現(xiàn)。

丹霞鐵馬鞭。

廖文波表示,關(guān)于丹霞山是否具有自己獨(dú)特的植物種類(lèi),即學(xué)界所稱(chēng)的“植物區(qū)系”,對(duì)此也有爭(zhēng)議。他解釋稱(chēng),因?yàn)閺V東丹霞山約有1800多種植物,除了極少數(shù)種類(lèi)外,大部分分布于周?chē)貐^(qū)。但他認(rèn)為, “丹霞區(qū)系”還是存在的。

廖文波向南都記者解釋道,丹霞地貌較為干旱,土壤貧瘠且堿性偏高。再加上地貌特征為頂平、腰圓、坡陡,常風(fēng)大、日夜溫差大、夏季紅層受陽(yáng)光照射土層發(fā)熱,生境十分特殊。實(shí)際上,影響植物生長(zhǎng)、定居的要素包括植物本身的遺傳要素,也包括歷史地理與遷移要素、區(qū)域生態(tài)環(huán)境要素。丹霞山的生境無(wú)疑已出現(xiàn)明顯的區(qū)分度。他認(rèn)為,在這種條件下,它的物種也很可能出現(xiàn)一種生態(tài)地理區(qū)分度,即形成特殊的生態(tài)地理區(qū)系。

由于丹霞山,或者說(shuō)紅層地貌主要是在第三紀(jì)晚期——喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)時(shí)期形成的(距今約1200至2500萬(wàn)年前),而被子植物在距今約6500萬(wàn)前的白堊紀(jì)早期就已經(jīng)形成,因此丹霞地貌的被子植物大多是從周?chē)貐^(qū)遷移擴(kuò)散過(guò)來(lái),通過(guò)生態(tài)演化慢慢適應(yīng)了丹霞地貌的環(huán)境。

廖文波和同事們研究發(fā)現(xiàn),丹霞地貌的物種在系統(tǒng)發(fā)育上屬于聚集型。他向南都記者舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,當(dāng)看到一個(gè)好玩的東西,大家就會(huì)圍過(guò)來(lái),這種就叫聚集型。丹霞地貌的物種也是一樣,喜歡“扎堆”,受地帶性氣候和生境的影響較大,之后慢慢適應(yīng)、改造這里的環(huán)境,得以持續(xù)演化。

目前,丹霞山被劃為風(fēng)景區(qū)供開(kāi)放的區(qū)域只占五分之一,尚有百分之八十的區(qū)域?yàn)闊o(wú)人區(qū),但周?chē)吔缗c人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域形成交錯(cuò)帶,嚴(yán)格的邊界較為模糊。

廖文波說(shuō),希望對(duì)此交錯(cuò)帶進(jìn)行調(diào)查和明確劃線,同時(shí)也對(duì)周?chē)鷧^(qū)域的民生進(jìn)行調(diào)查,多途徑解決民生問(wèn)題,以便對(duì)無(wú)人區(qū)更好地進(jìn)行保護(hù)。

丹霞鐵角蕨:“植物達(dá)人”偶然發(fā)現(xiàn)

與東方卷柏不同,丹霞鐵角蕨的發(fā)現(xiàn)源于一次偶然。

南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院副教授許可旺告訴南都記者,2021年初,他正在辦公室,突然接到丹霞山科普志愿者、植物達(dá)人郭劍強(qiáng)的電話。

“他說(shuō)他采集到了幾種特別的蕨類(lèi)植物,無(wú)法鑒定到種?!痹S可旺一直從事蕨類(lèi)植物的系統(tǒng)分類(lèi)學(xué)研究,對(duì)同行朋友及植物愛(ài)好者發(fā)的植物照片都十分感興趣。收到照片后,他發(fā)現(xiàn)這種植物屬于線裂鐵角蕨復(fù)合體的一個(gè)物種。

許可旺向南都記者介紹,這一復(fù)合體類(lèi)群目前包含4個(gè)物種,但照片里的這一植物又與這些物種存在一些形態(tài)上的差異。因此,他直覺(jué)這可能是一個(gè)新物種,還請(qǐng)郭劍強(qiáng)采集了一些標(biāo)本材料。在實(shí)驗(yàn)室中,許可旺結(jié)合分子數(shù)據(jù)、細(xì)胞學(xué)數(shù)據(jù),及孢子微形態(tài)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)從丹霞山采集到的這一蕨類(lèi)植物,是線裂鐵角蕨復(fù)合體中沒(méi)有被描述的新物種。

丹霞鐵角蕨。

許可旺的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),這一新物種的葉柄連同葉軸基部均為紫褐色、有光澤,葉片細(xì)裂,末回裂片為狹線形,具有葉脈和孢子囊群各一條,這些性狀與該復(fù)合體的其他類(lèi)群相似。而它的根狀莖鱗片狹三角形至披針形、鱗片先端長(zhǎng)尾狀,基部羽片的下側(cè)小羽片一般最大、小羽片的可育裂片較少、并且孢子外壁長(zhǎng)度大于50微米,據(jù)此,可以將此新種與該復(fù)合體的其他物種加以區(qū)分。

“鐵角蕨科植物全球廣布,甚至可以延伸至北極地區(qū),但大部分產(chǎn)自熱帶亞熱帶地區(qū)?!痹S可旺告訴南都記者,鐵角蕨科里不同的物種,對(duì)生境的要求也不一樣,有的喜歡比較濕潤(rùn)的環(huán)境,有些比較喜歡干燥的環(huán)境,還有一些是石生的,有些是附生的。線裂鐵角蕨復(fù)合體這一類(lèi)植物一般喜歡長(zhǎng)在石灰?guī)r地區(qū)干旱的生境中,主要分布在廣西、貴州和云南這一帶的石灰?guī)r山地。但丹霞鐵角蕨生境比較特殊,生長(zhǎng)于丹霞山、屬于丹霞地貌,“所以可能特殊的生境或地貌環(huán)境,對(duì)該地植物多樣性的演化產(chǎn)生了一定的影響”。

許可旺向南都記者表示,丹霞鐵角蕨的發(fā)現(xiàn)有助于他們?nèi)チ私膺@一物種、甚至是這一類(lèi)群植物的演化過(guò)程,“它是從哪里來(lái),通過(guò)什么樣的方式演化出了新物種,說(shuō)白了就是探尋該物種的前世今生”。

由于丹霞鐵角蕨目前統(tǒng)計(jì)到的數(shù)目不到50株,若沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取一定的保護(hù)措施,這一新物種就有可能受到外界的干擾,導(dǎo)致滅絕。“我們對(duì)新物種的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和保護(hù),也是很重要的?!痹S可旺稱(chēng),除此之外,某些新物種也可能具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,“所以發(fā)現(xiàn)新物種只是第一步,后續(xù)可以開(kāi)展更多深入的研究”。

丹霞呵叻蛛:看著“像蚊子”

本次發(fā)表的還有一動(dòng)物新種——丹霞呵叻蛛,它由湖南師范大學(xué)教授徐湘所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)所發(fā)現(xiàn)。

2019年,團(tuán)隊(duì)來(lái)到丹霞山,進(jìn)行中國(guó)丹霞地貌蜘蛛分類(lèi)學(xué)研究。也是在這次研究中,團(tuán)隊(duì)成員盛會(huì)娟發(fā)現(xiàn)樣本中有一新種,其研究成果發(fā)表在了“Pakistan Journal of Zoology”。

丹霞呵叻蛛。

團(tuán)隊(duì)成員、韶關(guān)學(xué)院博士賀愛(ài)蘭向南都記者介紹,這一新物種是屬于幽靈蛛科,呵叻蛛屬。根據(jù)林奈命名法和采集地因素,這一物種被命名為丹霞呵叻蛛。

賀愛(ài)蘭表示,幽靈蛛科的蜘蛛大部分生活在比較陰暗潮濕的環(huán)境,丹霞呵叻蛛也是如此,它是在石縫里被發(fā)現(xiàn)的?!坝撵`蛛科步足特別長(zhǎng),有時(shí)候不仔細(xì)看還以為是蚊子,結(jié)果拿到手上一看它是一種蜘蛛。”賀愛(ài)蘭介紹,這一科的蜘蛛身體較小,步足則特別細(xì)長(zhǎng),比身體還要長(zhǎng)。

在鑒定這一新物種時(shí),要看它們形態(tài)結(jié)構(gòu),特別是生殖器。雄性稱(chēng)為觸肢器,雌性稱(chēng)為外雌器。研究者們會(huì)對(duì)同一屬的蜘蛛一個(gè)個(gè)進(jìn)行對(duì)比,如果有形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同的,則是已發(fā)現(xiàn)的種類(lèi),若有不同,則是新物種。

賀愛(ài)蘭還告訴南都記者,在采集丹霞呵叻蛛樣本時(shí)他們發(fā)現(xiàn),丹霞地區(qū)的生態(tài)條件較為適合此類(lèi)蜘蛛生存,因此這一蜘蛛的種群數(shù)量“不算少”。而對(duì)于丹霞來(lái)說(shuō),物種越多,說(shuō)明這個(gè)地區(qū)的生態(tài)復(fù)雜程度越高,生態(tài)系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。

“一般來(lái)說(shuō),自然保護(hù)區(qū)要弄清楚這個(gè)地區(qū)的物種多樣性。我們搞蜘蛛這一塊的話,也要讓這個(gè)自然保護(hù)區(qū)知道區(qū)內(nèi)到底有多少種蜘蛛。”賀愛(ài)蘭表示,今明兩年,她會(huì)來(lái)丹霞山進(jìn)行6次科考,把保護(hù)區(qū)內(nèi)蜘蛛的名錄寫(xiě)出來(lái)。

目前,賀愛(ài)蘭已經(jīng)進(jìn)行了一次丹霞山科考,在保護(hù)區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了100多種蜘蛛。她說(shuō),受到季節(jié)影響,他們要在不同季節(jié)前往丹霞山采集樣本,還有部分采集到的樣本正在整理研究,“估計(jì)丹霞山的蜘蛛種類(lèi)會(huì)有200多種,其中還有發(fā)現(xiàn)新種的可能。”

賀愛(ài)蘭也表示,他們團(tuán)隊(duì)其實(shí)已經(jīng)在丹霞山的物種研究方面有了一些新的成果,后續(xù)也會(huì)就此發(fā)表相應(yīng)的研究結(jié)果。

出品:南都即時(shí)

采寫(xiě):南都記者 楊天智 受訪者供圖

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