今天(5月22日)是“國際生物多樣性日”
讓我們聚焦——
中國自然分布最北緣
“恐龍口糧”筆筒樹如何在蒼南挺拔成林?
近日,在蒼南馬站,30株筆筒樹正在陽光下迎風招展、茁壯成長。這是浙江省亞熱帶作物研究所回歸種植的第20批筆筒樹,經過近4年的細心呵護,今年3月下旬,他們剛剛回歸野外。
筆筒樹,為桫欏科白桫欏屬,起源于3.6億年前,作為恐龍的主要口糧,有“活化石”之稱,已被列入國家二級重點保護野生植物和中國珍稀瀕危植物名錄。溫州蒼南,是我國筆筒樹自然分布的最北緣。
今年3月回歸野外的兩株筆筒樹(左下和右下)。受訪者供圖
2017年至今,浙江省亞熱帶作物研究所已成功在溫州繁育筆筒樹2000余株,并在甌海景山、龍灣大羅山、三垟濕地,以及蒼南馬站、大漁等地野外回歸種植近400株。之所以要在原生境回歸種植筆筒樹,是為了促進自然更新,增強種群,緩解其瀕危狀態。
從最初的寥寥幾株逐漸分布成群、挺拔成林,為探究這抹蒼翠背后的奧秘,我們走進位于溫州的浙江省亞熱帶作物研究所,透過人工氣候箱內的培養幼苗和陽光下的筆筒樹群,了解背后原生境保護和種群增強研究的故事。
浙江省亞熱帶作物研究所內的一棵筆筒樹。潮新聞記者 吳馥梅 攝
在自然分布最北緣
守護野生筆筒樹株
溫州蒼南縣大漁鎮,一株樹冠猶如傘蓋、高近1.4米的蕨類植株立于蒼翠綿延山脈之中。這是目前浙江省內已知的唯一一株野生筆筒樹,也是迄今發現的我國自然分布最北緣的筆筒樹。一年四季,浙江省亞熱帶作物研究所觀賞植物研究室實驗師陳義增時常穿梭在此處,來回奔波只為守護好這一株樹,并同步開展原生境保護和種群增強研究。
這要從2015年4月說起,大漁鎮一位村民偶然發現了兩棵高約6米的“大樹”,莖干上分布著橢圓形斑,葉片背面有孢子囊群,他覺得不同凡響,于是進行了上報。后來,經浙江省亞熱帶作物研究所副研究員周莊等專家鑒定,確認其為中國珍稀瀕危植物筆筒樹。
筆筒樹葉片背面的孢子囊群。潮新聞記者 吳馥梅 攝
在此之前,浙江省內尚未有過發現野生筆筒樹的先例。考慮到其珍貴價值和稀缺數量,村里第一時間安排護樹人對其進行保護。如今,最早發現的兩株筆筒樹母株都已自然死亡,旁邊長出的一株小筆筒樹,成為了迄今發現的中國最北端的筆筒樹。
“要盡我們所能,保護好目前省內唯一一棵野生筆筒樹,促進自然更新,并在原生境回歸種植更多的筆筒樹。”陳義增表示,筆筒樹在野外較難實現自然更新,因為對溫度、濕度、光照等環境因子非常敏感,且幼苗環境適應性較弱,成功存活的概率很低。所以需要改善原生境,并時常觀察其生長情況。“除了我們團隊之外,當地也有村民負責時刻照料。”
不同于多數蕨類植物,筆筒樹植株高大。莖干筆直無分支,截面有圓圈花紋,去掉中間部分后可作筆筒,這是“筆筒樹”之名的由來。此外,因為植株老葉脫落后,會在莖干上留下橢圓形葉痕,外觀看起來像蛇皮,故其也被稱為“蛇木”。
筆筒樹莖干截面的圓圈花紋。受訪者供圖
浙江省亞熱帶作物研究所觀賞植物研究室副主任胡青荻介紹,筆筒樹與恐龍一樣同屬“爬行動物”時代的標志。其喜歡生長在溫暖濕潤的環境中,不耐寒,主要分布在日本、菲律賓,以及我國臺灣、福建等地,溫州是我國筆筒樹自然分布的最北緣。
“溫州氣候具有南北交匯、冷熱交替的特征,是不少植物的‘北界’。”胡青荻表示,地處中亞熱帶季風氣候區,溫州獨特的地理氣候條件孕育了豐富的動植物資源。也正因如此,團隊成員身上的責任也更重。“每一種瀕危植物的存在都有重要意義,我們要保護好每株筆筒樹,也要守護好這份獨特的樹蕨基因。”
目前浙江省內已知的唯一一株野生筆筒樹(右),經人工繁育后回歸野外的筆筒樹(左)。受訪者供圖
通過人工繁育
讓瀕危植物“從0變為1”
幼苗莖桿挺拔、葉片舒展……在浙江省亞熱帶作物研究所的植物種質資源培育基地里,我們見到了大大小小的筆筒樹,最早批次培育的一棵已長到了5米多高。
浙江省亞熱帶作物研究所內一棵5米多高的筆筒樹,莖干上有老葉脫落后留下的橢圓形葉痕。潮新聞記者 吳馥梅 攝
“在蒼南初見筆筒樹的時候,我們很激動,非常漂亮!仿佛看到了侏羅紀世界。”胡青荻介紹,2017年,浙江省林業局開始實施“浙江省珍稀瀕危野生動植物搶救保護工程”,在溫州市自然資源和規劃局的支持下,團隊聯合蒼南縣自然資源和規劃局開展了“搶救”筆筒樹的行動——在蒼南縣大漁鎮筆筒樹發現地,劃出了一個原生境保護點,采集野生筆筒樹的孢子帶回研究繁育。
實驗室內,筆筒樹專用的人工氣候箱上,顯示著“溫度25℃、濕度70%”的字樣,這是在筆筒樹人工繁育過程中,“從孢子、到配子體、再到孢子體(即幼苗)”的最舒適溫濕度。拿出箱內的一盒培養基,打開蓋子,就能在松軟的土培表面,見到筆筒樹最初幼苗的樣子。
筆筒樹專用人工氣候箱內,無菌培養基上長出的筆筒樹幼苗。潮新聞記者 吳馥梅 攝
“從孢子到幼苗,就要經歷6個月,為了保證養分吸收,幼苗長出來以后還要進行分株,待其長到5厘米左右高才能出人工氣候箱,之后就是漫長的煉苗過程。”胡青荻解釋,所謂的“煉苗”,就是將筆筒樹幼苗移栽至盆栽容器中,挪至大棚、室外,讓其逐步適應外面的環境,在這個過程中同樣要適度遮陰、關注溫濕度,并根據植物生長情況不斷更換不同尺寸的容器,“大大小小需經歷六七次換盆”。
那么,筆筒樹從小小孢子長成可回歸野外的植株需要多久?答案是3-4年。如何判斷可以移植戶外?答案是莖干高度。
在研究所基地,一盆盆筆筒樹陳列擺放在林下“曬太陽”,胡青荻比劃給我們看,莖出土約15厘米,地上部分60-80厘米,“這樣的筆筒樹就能正式回歸野外土壤了,目前野外回歸的成活率在70%以上”。
“煉苗”階段,一盆盆筆筒樹陳列擺放在林下適當“曬太陽”。潮新聞記者 吳馥梅 攝
因為過程漫長,生態環境要求高,我們培育筆筒樹并不容易。”胡青荻說,通過精準控制,培育環境的溫濕度與光照周期,團隊建立了高效的孢子繁殖技術,約90天可形成配子體,180天形成幼孢子體。此外,還開發了筆筒樹組織培養技術,通過外植體誘導培養出筆筒樹幼苗,成功實現了高效繁殖。
“瀕危植物消失了就沒有了,‘搶救和復活’意味著0變成1,存在就有意義,這也是生物多樣性保護的價值所在。”浙江省亞熱帶作物研究所副所長鄭堅研究員說。
胡青荻在給盆栽中的筆筒樹除雜草。潮新聞記者 吳馥梅 攝
珍稀瀕危樹種的未來
還有更多探索可能
在鄭堅的辦公室書架上,有一疊厚厚的筆筒樹調研資料。作為一種歷經長久遺傳進化的古老物種,筆筒樹的基因組非常龐大,“超過6個G,而普通植株基因組大多僅有幾百兆”。
“正因為遺傳信息豐富,我們才需要去深入解析,進一步開展遺傳進化與致瀕機制研究。”鄭堅表示,此前團隊已首次解析了筆筒樹葉綠體基因組圖譜,開發出多個DNA條形碼,系統評估了遺傳多樣性水平,揭示其高效弱光利用的光合作用機制。
團隊成員在野外工作,討論如何改善原生境。受訪者供圖
在鄭堅看來,將目光投向筆筒樹這一珍稀瀕危的古老物種,不僅是出于生態價值和保護價值的考量,還有更底層的,是關注每種植物獨特的基因價值,“或許若干年后,我們就能從筆筒樹中提取出對人類發展非常有利的元素”。
“對于珍稀瀕危物種的保護,挽救只是第一步,后面還有很長的路要走,比如,怎么把生態價值轉化為經濟價值。”鄭堅從不認為自己所做的科研工作遠離現實生活。他告訴記者,筆筒樹具有藥用價值,隨著生態研究及人工繁育工作深入,也許可以形成更廣泛的應用鏈,比如提煉藥物產品、制作觀賞性盆栽、發展研學項目等。據悉,眼下不少科研團隊、國內外學生團隊都被筆筒樹吸引,多次前來參觀,并希望移栽種植。
筆筒樹觀賞盆栽。受訪者供圖
蒼南縣自然資源和規劃局局長黃孟恒表示,近幾年,聚焦珍稀瀕危植物筆筒樹致瀕機制解析及搶救保護,當地從“全面調查摸底、精準評估資源”“解析瀕危機制、突破繁育瓶頸”“三位一體推進、構建保護網絡”“加強公眾教育、推動社會參與”四個維度,開展研究和保護工作,目前已取得明顯成效。
鄭堅介紹,未來團隊還將努力新增繁育幼苗5000株,在蒼南籌建浙南首個筆筒樹專屬保護區,探索生態保護與可持續利用的創新模式。隨著相關保護研究工作的不斷推進,我們有望在更多地方見到這株美麗而古老的樹蕨類植物。
今年3月,美國肯恩大學本科生參觀浙江省亞熱帶作物研究所,胡青荻在向他們介紹筆筒樹。受訪者供圖
“我們最終想要做的,是讓無數種像筆筒樹一樣古老的物種,跨越億年光陰煥發出新的光彩,真正造福人類社會。”鄭堅說。
來源/蒼南發布綜合潮新聞
潮新聞記者/吳馥梅 王艷瓊
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