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韶关丹霞山新物种考察记:中大团队与东方卷柏铁马鞭的相遇

2022-09-06 16:40:52 6817

摘要:丹霞呵叻蛛、丹霞铁马鞭、丹霞铁角蕨、东方卷柏等4个新物种于近日先后正式发表。南都、N视频记者日前专访上述物种的研究团队了解到,这些动植物新物种有的已成为植物园艺工作者广泛使用的绿植种类、有的能够改善土壤条件、有的发现源于偶然、有的不仔细看“...

丹霞呵叻蛛、丹霞铁马鞭、丹霞铁角蕨、东方卷柏等4个新物种于近日先后正式发表。南都、N视频记者日前专访上述物种的研究团队了解到,这些动植物新物种有的已成为植物园艺工作者广泛使用的绿植种类、有的能够改善土壤条件、有的发现源于偶然、有的不仔细看“还以为是蚊子”。

据了解,目前丹霞山已知高等植物约2260种,其中有15个植物新种是在丹霞山发现和命名的,它们大都是丹霞地貌特有种,多为数量稀少的极小族群。中山大学生命科学学院教授廖文波告诉南都记者,丹霞山上之所以会出现一些特有物种,可能是由于它的地理、生态及遗传要素共同决定的。

位于广东韶关的丹霞山国家级自然保护区是一个山间盆地,以赤壁丹崖为特色,因“色如渥丹,灿若明霞”而得名。特殊的沉积物质和沉积环境塑造了丹霞山“顶平、身陡、麓缓”的特点,山水之间的河谷地带散居着70多个客家村落,组成了“山水林田湖草 ”生命共同体。丹霞特有新物种不断被发现,极大地提升了丹霞山生物多样性的特殊地位和珍贵价值。

东方卷柏:已在园艺绿化中使用

廖文波向南都记者介绍,自1993年起,中山大学植物学的团队就开始在丹霞山进行生物多样性考察研究工作。2008年前后,中国丹霞联合申报世界自然遗产地,也加快了丹霞科考的规模和力度。

2019年,中大团队在整理过往采集的丹霞山样本时,发现在岩壁上采集到的卷柏样本“有点奇怪,它有两种体态”。开始时团队并未在意,但在随后的野外考察中,团队发现,不少样本出现这一现象。而在雨季之后,这两种不同体态的卷柏颜色很不相同,复绿的程度也不相同。

东方卷柏与卷柏( 红框中的是卷柏)。

于是,团队成员想到将这两种体态的卷柏掰开观察,结果发现是可以分开的两株植物。随后,他们将这两个样品送去做了DNA检测,并查看了大量的凭证标本及过往研究结果。

在这个过程中,他们发现,不少专家将这两种体态的卷柏鉴定成了同一种植物,即卷柏。“好不容易有一份标本被鉴定成新种,给了新名称。但因仅有一份,体态差别并不大,在没有分子证据的情况下难以进行确认。因此,该种还是被认为改为卷柏比较妥当”,廖文波说。

团队成员利用文献搜索,缩小了比对范围,特别是针对约30来种进行了分子数据对比,结果认为“这是一个好种”,即比较独立的、单独的种。

在为这一新种命名时,他们原本想命名为“丹霞卷柏”,因为这种卷柏在福建、江西、湖南、广西等地的丹霞地貌中也有被发现,但怕被人误解这一种仅出现广东的丹霞山,再加上检查馆藏标本时两位早期的植物学家联名给该标本进行了命名,记载为“orientali-chinensis”,中文意思即为“东方中国”。为了纪念两位科学家的贡献,这一新种就沿用了早期的命名,称为“东方卷柏”。

东方卷柏的形态特征(新鲜材料)。

廖文波向南都记者介绍,虽然这一新种刚被发表,实际上,植物园艺工作者们早已将它作为园林绿化进行广泛的栽培、应用。

在发现东方卷柏是新种后,不少同行及爱好者将拍到的近似照片发在了植物论坛里,询问是否为东方卷柏。在园艺上,卷柏和东方卷柏早已被称为“大小卷柏”,大的是卷柏,小的是东方卷柏。

东方卷柏的发现也激起了植物爱好者们的热情。廖文波说,有些爱好者还从东北、海南等地发来相似的标本,中大团队也发现,“其中的一些的确是新种东方卷柏”,并且,2021年也有同行在海南发现了一种与东方卷柏形态、生境都很相似的新种——彩虹卷柏。

廖文波说,“全世界卷柏属有700多种,研究起来非常困难,因为你需要掌握大量的资料才能进行判断,有点像‘大海捞针’。但在植物分类学中,它也有一定的规律,比如按特征进行检索、分类。根据某些特征,就可以按类别往下追溯,范围就会变小。如果追溯不到了,很可能就是新的,然后再进一步验证”。

丹霞铁马鞭:能够改良土壤环境

丹霞山此次发现的另外一个新种“丹霞铁马鞭”,同样来自中山大学植物学团队。

廖文波告诉南都记者,丹霞铁马鞭属于豆科植物,据文献记载,豆科植物一般具有固氮作用。他向南都记者表示,丹霞地貌是一种红层地貌,岩层多沙砾,在长期的风化过程中,形成了沙质土。丹霞铁马鞭这一类植物适应于干旱环境,成为先锋植物,在生长过程又进一步改良了土壤。土壤环境被不断改良后,土层厚度、物理性质、化学性质也得到改良,其他草本植物会顺利进入。慢慢地,土壤进一步加厚,灌木、乔木就会长进来,形成灌草丛、灌木林甚至森林一样的环境。

但与东方卷柏不同,丹霞铁马鞭目前仅在韶关丹霞山上有发现。

丹霞铁马鞭。

廖文波表示,关于丹霞山是否具有自己独特的植物种类,即学界所称的“植物区系”,对此也有争议。他解释称,因为广东丹霞山约有1800多种植物,除了极少数种类外,大部分分布于周围地区。但他认为, “丹霞区系”还是存在的。

廖文波向南都记者解释道,丹霞地貌较为干旱,土壤贫瘠且碱性偏高。再加上地貌特征为顶平、腰圆、坡陡,常风大、日夜温差大、夏季红层受阳光照射土层发热,生境十分特殊。实际上,影响植物生长、定居的要素包括植物本身的遗传要素,也包括历史地理与迁移要素、区域生态环境要素。丹霞山的生境无疑已出现明显的区分度。他认为,在这种条件下,它的物种也很可能出现一种生态地理区分度,即形成特殊的生态地理区系。

由于丹霞山,或者说红层地貌主要是在第三纪晚期——喜马拉雅造山运动时期形成的(距今约1200至2500万年前),而被子植物在距今约6500万前的白垩纪早期就已经形成,因此丹霞地貌的被子植物大多是从周围地区迁移扩散过来,通过生态演化慢慢适应了丹霞地貌的环境。

廖文波和同事们研究发现,丹霞地貌的物种在系统发育上属于聚集型。他向南都记者举了一个简单的例子,当看到一个好玩的东西,大家就会围过来,这种就叫聚集型。丹霞地貌的物种也是一样,喜欢“扎堆”,受地带性气候和生境的影响较大,之后慢慢适应、改造这里的环境,得以持续演化。

目前,丹霞山被划为风景区供开放的区域只占五分之一,尚有百分之八十的区域为无人区,但周围边界与人类活动区域形成交错带,严格的边界较为模糊。

廖文波说,希望对此交错带进行调查和明确划线,同时也对周围区域的民生进行调查,多途径解决民生问题,以便对无人区更好地进行保护。

丹霞铁角蕨:“植物达人”偶然发现

与东方卷柏不同,丹霞铁角蕨的发现源于一次偶然。

南京林业大学生物与环境学院副教授许可旺告诉南都记者,2021年初,他正在办公室,突然接到丹霞山科普志愿者、植物达人郭剑强的电话。

“他说他采集到了几种特别的蕨类植物,无法鉴定到种。”许可旺一直从事蕨类植物的系统分类学研究,对同行朋友及植物爱好者发的植物照片都十分感兴趣。收到照片后,他发现这种植物属于线裂铁角蕨复合体的一个物种。

许可旺向南都记者介绍,这一复合体类群目前包含4个物种,但照片里的这一植物又与这些物种存在一些形态上的差异。因此,他直觉这可能是一个新物种,还请郭剑强采集了一些标本材料。在实验室中,许可旺结合分子数据、细胞学数据,及孢子微形态数据,发现从丹霞山采集到的这一蕨类植物,是线裂铁角蕨复合体中没有被描述的新物种。

丹霞铁角蕨。

许可旺的团队发现,这一新物种的叶柄连同叶轴基部均为紫褐色、有光泽,叶片细裂,末回裂片为狭线形,具有叶脉和孢子囊群各一条,这些性状与该复合体的其他类群相似。而它的根状茎鳞片狭三角形至披针形、鳞片先端长尾状,基部羽片的下侧小羽片一般最大、小羽片的可育裂片较少、并且孢子外壁长度大于50微米,据此,可以将此新种与该复合体的其他物种加以区分。

“铁角蕨科植物全球广布,甚至可以延伸至北极地区,但大部分产自热带亚热带地区。”许可旺告诉南都记者,铁角蕨科里不同的物种,对生境的要求也不一样,有的喜欢比较湿润的环境,有些比较喜欢干燥的环境,还有一些是石生的,有些是附生的。线裂铁角蕨复合体这一类植物一般喜欢长在石灰岩地区干旱的生境中,主要分布在广西、贵州和云南这一带的石灰岩山地。但丹霞铁角蕨生境比较特殊,生长于丹霞山、属于丹霞地貌,“所以可能特殊的生境或地貌环境,对该地植物多样性的演化产生了一定的影响”。

许可旺向南都记者表示,丹霞铁角蕨的发现有助于他们去了解这一物种、甚至是这一类群植物的演化过程,“它是从哪里来,通过什么样的方式演化出了新物种,说白了就是探寻该物种的前世今生”。

由于丹霞铁角蕨目前统计到的数目不到50株,若没有被及时发现并采取一定的保护措施,这一新物种就有可能受到外界的干扰,导致灭绝。“我们对新物种的及时发现和保护,也是很重要的。”许可旺称,除此之外,某些新物种也可能具有重要的经济价值,“所以发现新物种只是第一步,后续可以开展更多深入的研究”。

丹霞呵叻蛛:看着“像蚊子”

本次发表的还有一动物新种——丹霞呵叻蛛,它由湖南师范大学教授徐湘所带领的研究团队所发现。

2019年,团队来到丹霞山,进行中国丹霞地貌蜘蛛分类学研究。也是在这次研究中,团队成员盛会娟发现样本中有一新种,其研究成果发表在了“Pakistan Journal of Zoology”。

丹霞呵叻蛛。

团队成员、韶关学院博士贺爱兰向南都记者介绍,这一新物种是属于幽灵蛛科,呵叻蛛属。根据林奈命名法和采集地因素,这一物种被命名为丹霞呵叻蛛。

贺爱兰表示,幽灵蛛科的蜘蛛大部分生活在比较阴暗潮湿的环境,丹霞呵叻蛛也是如此,它是在石缝里被发现的。“幽灵蛛科步足特别长,有时候不仔细看还以为是蚊子,结果拿到手上一看它是一种蜘蛛。”贺爱兰介绍,这一科的蜘蛛身体较小,步足则特别细长,比身体还要长。

在鉴定这一新物种时,要看它们形态结构,特别是生殖器。雄性称为触肢器,雌性称为外雌器。研究者们会对同一属的蜘蛛一个个进行对比,如果有形态、结构相同的,则是已发现的种类,若有不同,则是新物种。

贺爱兰还告诉南都记者,在采集丹霞呵叻蛛样本时他们发现,丹霞地区的生态条件较为适合此类蜘蛛生存,因此这一蜘蛛的种群数量“不算少”。而对于丹霞来说,物种越多,说明这个地区的生态复杂程度越高,生态系统也就越稳定。

“一般来说,自然保护区要弄清楚这个地区的物种多样性。我们搞蜘蛛这一块的话,也要让这个自然保护区知道区内到底有多少种蜘蛛。”贺爱兰表示,今明两年,她会来丹霞山进行6次科考,把保护区内蜘蛛的名录写出来。

目前,贺爱兰已经进行了一次丹霞山科考,在保护区内共发现了100多种蜘蛛。她说,受到季节影响,他们要在不同季节前往丹霞山采集样本,还有部分采集到的样本正在整理研究,“估计丹霞山的蜘蛛种类会有200多种,其中还有发现新种的可能。”

贺爱兰也表示,他们团队其实已经在丹霞山的物种研究方面有了一些新的成果,后续也会就此发表相应的研究结果。

出品:南都即时

采写:南都记者 杨天智 受访者供图

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