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  寻找植物的密码

  中国新闻周刊记者/杜玮

  发于2021.10.4总第1015期《中国新闻周刊》

  从昆明市中心向西北方向行十余公里,沿盘山路而上,就能到达中国植物学研究的重镇——中国科学院昆明植物研究所。这里是历时半世纪编写的《中国植物志》的诞生地之一。植物志是对植物分类学处理,标明其形态特征,分布地域,经济价值的著作。《中国植物志》记载的三万余种植物中,有一半都位于云南,而云南省国土面积只占全国的4%。

  鲜为人知的是,在《中国植物志》这部旷世巨著编纂的同时,给云南植物建“户口簿”的《云南植物志》也在编研中。2006年,历时33年编写,共21卷,2400多万字的《云南植物志》全部出版完成,2010年获得云南省自然科学奖特等奖。“《云南植物志》在《中国植物志》基础上,对深度认识云南植物的分布和资源特点又往前推进一步,也为其他各地省级植物志的编写提供了范例。”昆明植物所研究员、原所长,中国西南野生生物种质资源库主任李德铢对《中国新闻周刊》说。

  但中国的植物分类学研究仍面临着对于植物整体分布有认知,但细节不清的问题。当下,要不断发现与抢救性保护新物种,并运用分子学手段验证过往分类是否正确。与此同时,传统的植物分类学研究也面临着后继乏人的困局。

  中国最大的地方植物志

  正因云南有丰富的植物类型,上世纪50年代,植物分类学大家、已是中科院首批学部委员的吴征镒才举家从北京迁往云南,筹建昆明植物所。吴征镒1986年起担任《中国植物志》主编,同一年,李德铢到昆明植物所开始跟随吴征镒攻读博士。吴征镒也是《云南植物志》的主编。李德铢说,之所以在编研《中国植物志》同时开展《云南植物志》编辑,是因为当时,吴征镒就意识到,如果不将云南的植物分布、特点弄清楚,中国植物一半的家底就不清楚。

  植物分类学分类等级主要有门、纲、目、科、属、种。《云南植物志》是中国收录植物规模最大的地方植物志,共收录433科3008属16200多种高等植物。《云南植物志》的编写始于1973年,已是“文革”后期,正处于国家急于摸清植物资源家底,开展中草药调查的大背景中。受“文革”影响而停顿的《中国植物志》编写工作也在这一年前后恢复。

  彭华的办公室位于半山上的昆明植物所标本馆。他今年62岁,是植物所的研究员,曾担任《云南植物志》的编委。1995年春天,他在吴征镒门下博士毕业,吴让其参与植物志中大戟科以及第一大科菊科中帚菊族植物的编目调查,并担任植物志第10卷的卷编辑。大戟科常见植物包括木薯、蓖麻、油桐、一品红等。

  如果将《中国植物志》比作一张中国地图,《云南植物志》就是一张分辨率更高的云南省地图。前者记录的植物分布细化到省,后者到县或者像滇东南、滇西北这样的区域。

  国外对于云南这一“植物王国”的探索比中国早了几百年。早在1655年,英国人Michael Boym就随明永历帝从贵州安龙入滇,采集过吴茱萸等植物。法国植物学家、天主教传教士迪拉卫1882年沿湖北经四川到云南,在云南采集标本20余万份,包括2500余种中国过去从未记录过的、1500余种从未向国际报道过的新类群。之后,珍贵的植物标本和种子被运往法国,现存巴黎国立自然历史博物馆。过去近300年间,先后进入云南采集各类标本的外国人达160人之多。中国近代在云南采集植物标本的第一人是北京大学生物系副教授钟观光。

  编写的一大环节,就是要将采集到的标本和国内外已有的分类学著作、历史文献去一一对照,确定植物分类。李德铢称之为“像老中医一样,望闻问切”。由于国内植物早期更多被外国人采走、分类,并用拉丁文命名,而植物命名享有优先权,因此要予以尊重。如果将某一植物误认为新种,重新命名,就要被归并或处理。彭华说,《云南植物志》编写的一个更大难点还在于,因为“《中国植物志》当时还在‘娘胎’难产,因此并没有现成的更大尺度的中国植物分类学著作可以参考。”

  大科、大属的植物分类学鉴定更充满挑战性,因为其包含的植物种类更多。大戟科下植物有一两百种。彭华将对植物鉴定的实操操作称为“拉柜”,即对某一大类群的植物,从标本柜的头拉至尾,对柜中的每一份植物标本要在解剖镜下鉴定其属和种,再结合已有文献对植物描述,编制检索表。

  大戟科下有一植物叫余甘子,入口有余味甘甜之感,在云南广为分布。标本馆当时采集的余甘子达上千份,要对每一份的产地、生境登记。由于采集标本的范围、性状尺度不同,《中国植物志》和《云南植物志》对于不同地点采集的同一种植物描述也就不同。比如说,云南采集到的标本叶柄只有3~5毫米,在中国东部某地可能就是5~7毫米,所以也就不能照抄《中国植物志》,应该照实描述。

  发现“新大陆”要极其谨慎

  云南的一大特点还在于周边邻国众多。云南省东部与贵州、广西为邻,北部与四川相连,西北部紧依西藏,西部与缅甸接壤,南部和老挝、越南毗邻。这对于植物志的编写像是个盲盒,有可能带来惊喜,也会平添难度。植物是连续分布的,云南有的植物,在缅甸、越南也大多会有。如果周边国家已经做了调查编目,这就是“天上掉馅饼”,如果没有,研究人员就要在世界范围内浩如烟海的文献中去一一比对,锁定“可疑”的植物类群。东南亚诸多国家曾经都是殖民地,读印度尼西亚的文献要会荷兰文,中南半岛上大多国家的文献语言是法文,还有一些国家文献是用德文写就的。这就意味着研究人员要掌握多国语言,彭华博士期间攻读的第二外语就是德文。

  如果所有资料中都没有记录这一种植物,就可能发现了“新大陆”,但要极其谨慎。占据尽可能多的资料是能够对植物分类准确判定的必备条件。1999年彭华曾在日本京都大学访学。期间,他获得一本世界范围内大戟科植物的最新文献集,这对他从事植物分类大有裨益。对于难以判定的疑难种群,在互联网还不普及的1990年代,彭华还要写信到英国标本馆,去借模式标本的照片。两三个月后,照片才能寄回。

  李德铢1980年代初在西南林学院读研时,导师薛纪如是竹类专家,告诉他有一种竹子叫真麻竹,纤维比较好,分布在滇西南。但在薛纪如过去几十年的观察中,这类竹子一直没有开花,也就无从判断其属于哪个属。属的判定主要根据花果的特性。1994年,薛纪如团队终于采到了这一植物的花,并将其当作一个新种发表。但到了1996年,李德铢在英国看到真麻竹花的标本后,确认这并非是一个新种,早在1950年代,在云南高黎贡山另一侧的缅甸,就已有人给这一种群命名。2000年以后,《云南植物志》第9卷出版,李德铢负责这一卷的编纂。因为掌握了足够多的“证据”,他在这一卷中对真麻竹的植物分类予以了记载。

  标本是植物分类描述准确性的必要支撑。当“拉柜”发现植物只存在于文献中,标本馆没有时,就要到野外补采。采集植物的人称为“植物猎人”。1998年春天前后,彭华在做昆明帚菊的描述时,发现这一植物在历史上有法国人采集的记录,国内只有吴征镒和“四大采集家”之一的俞德浚在民国时期采集到两份标本,植物所似没有标本留存。

  彭华和老师说明情况后,依照文献记录,前往这一植物被发现的昆明安宁温泉曹溪寺附近寻找。他先在当地找了一两天,一无所获,后来又想起帚菊应生长在相对旱生的环境,最终,在距离曹溪寺不远的一处山坡上,终于见到帚菊真颜。“我当时兴奋得满地打滚。”彭华回忆说。

  “一个合格的分类学家,必须基于标本做研究。如果是没有标本的种的描述,首先就要质疑它。”李德铢说。像这样两三天内大功告成的采集属于幸运。在云南野外调查,爬崇山峻岭是家常便饭,因此一趟出去通常都需要十天半个月。雨天,吸血的蚂蟥很常见,“但你没有时间去处理它,否则就会采集不到标本。”彭华说。

  从1993年开始,在云南省科委和中科院生物局共同资助下,吴征镒组织昆明植物所等24个单位的上百位科技人员开始加快《云南植物志》的编写。《云南植物志》的出版完结比《中国植物志》晚了两年,但在后者基础上进行了增补和修订,新增了170个禾本科的记录。

  县域生物多样性调查缺乏

  芒苞草是分布于四川西部、西藏东南部的一种中国特有科植物,是国家二级保护植物。彭华说,从生境的连续性和相似性来讲,云南也该有这一植物。但在编制《云南植物志》过程中乃至更长时间跨度内,昆明植物所的研究人员一直没能找到。“没找到,就不能收进《云南植物志》,不能想当然,这一直是我们的遗憾”。

  《云南植物志》山茶属的编写由中山大学植物学家张宏达教授牵头。2000年,昆明植物所研究员、山茶专家闵天露出版了《世界山茶属的研究》,对山茶属植物重新做了全球性修订。这过程中发现,《云南植物志》中同一种山茶属植物被赋予了好几个名字。《云南植物志》出版后,新种的发现也在继续。2013年至2019年,这7年间,云南报道的高等植物新物种就有163种,平均每年发现新种23个。2020年,云南发现新物种、新记录种达256种。

  彭华将植物分类学分为阿尔法、贝塔及伽马时代。阿尔法时代,就是认清国度的资源,做调查编目,编写植物志。贝塔时代,即探究类群之间亲缘关系,研究植物系统学。伽马时代,用基因组、蛋白质组、DNA条形码等分子学手段验证过往分类学假设是否正确。国外步入阿尔法时代比中国早200年,贝塔时代比国内早数十年。国内当下身处三个时代并行,在伽马时代崭露头角的阶段。“但在阿尔法时代,我们对资源分布也只是认清大的轮廓,对细节并不清楚。”彭华说,在完成省级植物志的编写后,国内对县域植物多样性的调查是欠缺的,且调查存在区域性不均衡的情况。

  将近十年前,彭华等以《云南植物志》为基础,对其中记载的各物种在昆明各下辖县区的分布进行了统计,并作了学术报告。统计结果显示,昆明生物多样性最高的地方是西山区。“但实际上,多样性最高的地方肯定应该是禄劝县与东川区交界的轿子雪山一带,但这一带没有采集到很高量的标本。高校、科研机构大都喜欢到西山、筇竹寺等地采标本。其实这是采样偏差,而非实际的自然分布情况”。

  从彭华等2013年更大范围内,对于全省各县物种分布的统计来看,云南省高等植物多样性最丰富的为滇西北地区。玉龙县、贡山县、香格里拉县物种数都在4000种左右,以西双版纳州为主体的南部热带边缘,物种数也都在3000种以上;而以云南高原为主体的滇东和滇中地区植物多样性则较为贫乏。彭华认为,这与人们对于这些地区的关注度和调查强度有关。彭华等在被认为生物多样性不显著的大理州云龙县又进行两个采集季的标本采集,发现的种数比《云南植物志》记录的数字增加了120%。

  “早期,国家对于植物资源多实施的是抢救性调查,调查投入多集中在西藏、云南的边界等地,对于像云南‘大肚子’的区域,一直以来调查较少。”彭华说,像云南省中部楚雄、玉溪市,东部曲靖市马龙区、主城区麒麟区的标本较少。“谁都说不清曲靖到底有多少种植物,因为没人愿意去采。”彭华说,科研人员更爱去比较偏的发现系数高、创新系数高的区域。

  因为缺乏对县域多样性的调查,中国县级植物志的编写也较少。去年,彭华刚刚完成了玉溪市下辖县新平县植物志的答辩,新平植物志通过专家委员会审定。彭华历时三年,完成了这一植物志编写,收录高等植物3700多种。彭华说,各地政府出版县级植物志的积极性并不高,“没有意识到其重要性”。新平县植物志顺产的一个重要因素还在于“这是云南省第一本县域植物志”,地方多少有些干劲。全国范围内,出版县域植物志的地方包括湖北竹溪、广东乐昌等。

  相比之下,彭华在日本访学期间发现,日本京都早已有了各个版本的当地植物志,原因是当地对植物的种类更了解。早在1940年代,日本就出版了植物分布全图,从北部的北海道到最南端的冲绳县,每一个种都有详细的描述。英国等欧洲国家也早已完成了县域级别的细植物志的编撰,意大利在调查基础上, 以每100平方公里为一个网格,进行了全国植物重要区域的识别与划分。彭华等人在一篇论文中就指出,生物多样性本底不清是中国生物多样性保护面临的重大问题,将严重影响生物多样性保护的客观有效决策。

  资源和人才的双重危机

  “我们现在要抢救性的保护物种,一边发现新种,一边要保护。很多时候,当我们发现某一物种的时候,它已经极度濒危了。”李德铢说,过往20年,环境巨变,受旅游、房地产开发、交通基础设施建设等因素影响,很可能某一个山头的特有种就没有了,而这样的特有种很可能又有着极高的药用或科研价值。如果不去采集和发现,人们又怎能有机会去探究其价值?

  根据中科院植物所等单位2017年发表的《中国被子植物濒危等级的评估》,云南受威胁植物种数在全国位列第一,达1710种,占全国受威胁种数的一半。生境丧失及破碎化,过度采挖等是导致植物濒危的重要因子。

  上世纪90年代初,云南省在野外发现了珍稀树种、国家一级保护植物,被誉为“植物界大熊猫”的巧家五针松。当时只有32株野生株,如今通过迁地保护、回归引种等措施,繁育移植存活超过3000株。近日,昆明植物园内的巧家五针松首次结实。为了对种子资源更永久性保存,使其具备恢复成植株的可能性,1999年,吴征镒向国家建言,在云南建立中国西南野生生物种质资源库。2007年,种质资源库在植物所落成。这是中国第一个国家级野生生物种质资源库,也是亚洲最大野生生物种质资源收集、保藏机构。和英国“千年种子库”、挪威“斯瓦尔巴全球种子库”等一起,成为全球生物多样性保护重要设施。截至去年底,种质库已保存野生植物种子10601种85046份,占我国种子植物物种数的36%。

  人才也是重要一环。彭华1983年从云南大学植物学系本科毕业后,因喜欢游记式采标本的生活,进而开始从事植物分类学研究,并延续至今。他和李德铢一样,都是从部分参与《中国植物志》章节编写开始,再到《云南植物志》担纲主力,最终接过老师们的“接力棒”。而随着志书编写的完成,国家资源调查迫切任务的完结,以及一些植物分类学大家年事过高或已去世,植物分类学家的话语权大幅下降,学科变得边缘化。

  李德铢坦言,植物分类学是冷门学科,从事这一领域要采标本、看文献、对比材料,坐冷板凳,耐得住寂寞。如果做热门学科,发的文章会比较快,影响力更大,回报会更直接。“跟我做传统植物学分类研究的学生,职称晋升就比做基因组、DNA条形码的学生要慢”,后者更偏向技术型。单纯的植物分类学研究,大都发不了太好的文章,有百年历史的国际期刊影响因子才只有三点几。这就使得植物分类学家的考评总在倒数几名。

  李德铢认为,就中国特别是云南生物多样性的丰富程度而言,中国需要一批具有很高鉴别能力、综合判断力,以及国际视野的植物分类学专家队伍。目前,国内获得植物分类学博士学位的人才也就在100人左右,远远满足不了需求。原来,国内培养植物分类学人才的高等学府包括北大、中山大学、南京大学等。过往这些年,在各高校争排名,重论文的风潮中,植物分类学的生存空间日益逼仄,985高校培养的人才数量急剧下降,有的重点高校甚至将相关课程缩减在几十个学时内学完。现在,植物分类学人才的培养开始下沉,一些三本院校也参与其中。但这与更综合、具备更高甄别能力的人才培养目标有着差距。

  “我们经过改革开放后40多年的发展,中国植物分类学已逐步迈入第一梯队。”李德铢说,但与世界发达国家相比,中国这一学科体系还比较脆弱和片段化,学科边缘化,没有得到应有重视。而用来研究的很多基础资料和标本都还在欧美,“我们可能每个物种只有一份标本,欧美国家可能已经有上百份标本”,这是几百年积累下来的。彭华说,国家对于资源探索、生物多样性保护有着持续的目标和追求,就需要有稳定的人才队伍和资金支持。

  世界范围内,一些国家的植物志已经出到第4版、第5版。在彭华看来,随着国内对于植物资源认知的不断加深,新类群发现增多,各行业对资源利用需求的增加,《云南植物志》也有着再版的必要。

  (实习生田然对本文亦有贡献)

  《中国新闻周刊》2021年第37期

  声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权

【编辑:陈文韬】

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