「神秘」而又美麗的苦苣苔科植物,某些品種以不足一千顆!

2021-01-08 宇宙探索百科

花朵美麗的苦苣苔科植物,全世界有150屬、3700餘種,分布熱帶至溫帶地區,中國有58屬463種,多數分布於華南和雲南東南部溶巖地區。其中27屬375種為中國特有種,半數以上為狹域種,多數種類具有觀賞、藥用和科研保護價值,有一些屬於我國一級瀕危植物。這裡面比較有名的包括報春苣苔、瑤山苣苔、輻花苣苔和彌勒苣苔。

報春苣苔

報春苣苔為中國獨有的報春苣苔屬植物,該屬僅一種。最早由英國植物學家在我國發現,由於生長環境特殊,它在人們視野中消失了100多年。直到20世紀90年代,研究人員才在廣東湟川三峽和連州地下河景區等地重新發現這種植物。

報春苣苔為多年生喜鈣無莖草本;葉均基生,具柄,稍肉質,葉片圓卵形,基部淺心形,邊緣淺裂或淺波狀,兩面被短柔毛,葉柄兩側有波狀翅。花葶被柔毛及腺毛;花序聚傘狀,有3~7朵花;花萼5深裂,裂片披針形,被褐色腺毛;花冠紫色,高腳碟狀,被短毛和腺毛;花盤由兩個近四方形腺體組成;花柱短。蒴果長橢圓球形。種子暗紫色,有密集小乳頭狀突起。花期8~10月。

報春苣苔對生存環境的要求非常特殊,是典型的石灰巖地區洞穴植物。它們生於海拔約300米的石灰巖山洞口附近的植物群落中,群落主要由一些喜鈣及耐陰溼植物和苔蘚組成。在山洞口的報春苣苔種群呈均勻分布,從洞口向洞內,植物的種類越來越少,報眷苣苔的數量卻越來越多,洞穴壁頂則為報春苣苔單一種集聚分布。

不過,與洞口的植株相比,洞內與穴頂的植株個體越來越小,開花植株的比例也越來越少。因生存土壤太薄且營養貧乏,報春苣苔的生長極為緩慢,一般一株的年生長量僅為30克左右。

作為我國特有的美麗觀賞植物,報春苣苔也是廣東特色植物,僅見於廣東乳源、樂昌、連州、陽山石灰巖地區以及湖南省寧遠縣,分布面積不到一畝,對研究嶺南古氣候、土壤和動植物演變具有重大的科研價值。它對於生物遺傳多樣性、生物生態特徵的研究也有著重要的價值。

由於報春苣苔生長的環境中,二氧化碳的濃度水平比正常環境中的二氧化碳濃度高,相當於溫室效應發展到2050年時二氧化碳的濃度水平,因此,研究報春苣苔的生長和演化過程,對全球變化導致的植物生長適應性及生物進化研究亦具有重要意義。

中科院華南植物園科學家採用先進的生物技術,成功繁殖了報春苣苔,並將400多株報春巨苔重新種植到連州市地下河景區老洞口處,該地原有報春苣苔分布但己滅絕。這項研究實現了該物種的野外回歸,也是我國首例通過生物技術實現國家一級珍稀瀕危植物野外回歸的成功範例。

瑤山苣苔

瑤山苣苔為瑤山苣苔屬植物,該屬僅此一種,為中國廣西特有植物。根據採集記載,1932年,人們在原廣西蒙山縣古僕村雲徒山(現金秀縣共和村古僕屯)首次採到瑤山苣苔標本;1981年,大瑤山綜合考察隊在金秀老山林場採到標本。

瑤山苣苔為多年生常綠草本植物,植株矮小;根系淺;葉基生,卵形或近圓形,密被白色短柔毛;聚傘花序,每花序具1~5朵花,花冠淡紫色或白色,花期9月初至11月中旬;蒴果線形,被柔毛,種子小,果期為10月下旬至12月中旬。

作為苦苣苔科較原始的種,瑤山苣苔僅分布於廣西來賓市金秀瑤族自治縣境內的金秀老山自然保護區的兩個分布點,集中分布於海拔900~980米的南亞熱帶常綠闊葉林下的巖石上。它常以伴生種的身份和南嶺栲、五裂木、馬蹄荷、木蓮、苦竹、蕨類等共生。

瑤山苣苔喜陰溼環境,僅適於在散射光環境中成片聚生,對空氣溼度及土壤潛水層的變化比較敏感。

人為和自身特性是導致其瀕危的主要原因:大面積的天然林被砍伐,資源被過度開發利用,尤其是近年來大面積種植杉木和八角,瑤山苣苔賴以生存的生境遭到極大破壞。

瑤山苣苔分布區極其狹小,對空氣溼度和土壤水分需求又有較嚴格的專一性,目前的種群分布現狀必然引起種群間基因交流少,近交程度大,有效種群範圍不斷縮小等問題。

由於植株矮小,瑤山苣苔在與其他草本植物的競爭中難以取得優勢地位,目前的調查資料尚未發現有昆蟲為其傳粉。故而,瑤山苣苔的開花率雖高,但結果率較低,約為25%,且花、果實和種子的病蟲害相當嚴重,這一問題在果期尤為突出。調查表明,80個蒴果在種子成熟期,其中被蟲危害的果實有69個,蟲害率高達86.3%。瑤山苣苔的種子很小,每千粒僅重16毫克。種子成熟後,要經過一個冬季才能萌發,發芽期少則幾天,多則幾個月,且萌發率低,導致物種更新困難,種群數量下降。

1999年廣西珍稀植物調查統計,瑤山苣苔分布面積約O 2公頃,株數約9600株。到了2004年,全面調查結果表明,種群數量僅為1000株左右,減少了近90%,且多為10株以下的小種群或單株,已瀕臨絕滅。

災害性天氣也對瑤山苣苔的生存產生不利影響,在2018年年初的凍害期間,瑤山苣苔遭到極大破壞,不少植株被凍死。目前,殘存的瑤山苣苔基本都是散生小苗,人們一直沒有發現新的分布點。

輻花苣苔

輻花苣苔為輻花苣苔屬植物,本屬僅一種,是貴州特有種。因花冠呈輻射狀而得名,模式標本1962年採自貞豐龍頭大山山脈之龍場,該山山頂是貴州少有的高原草句,長年積水不幹,無人居住。

輻花苣苔也是多年生草本植物,根狀莖短。葉多數,基生,具柄,紙質,邊緣有鈍齒,兩面密被貼伏的短柔毛。聚傘花序有花5~9朵;花萼鍾狀,4~5裂,裂片三角形,外面被短柔毛;花冠藍紫色,輻射狀。蒴果條狀披針形,疏被粗伏毛;種子細小。花期8月,果9~10月成熟。

輻花苣苔僅分布在貴州貞豐縣龍頭大山四周,生於海拔1380~1600米的山坡林下或河岸密布苔蘚的潮溼石崖上,與青檀械、連蕊茶、方竹、蕨類等共生。

輻花苣苔是典型的石灰巖植物,但是,在近幾十年中,貴州喀斯特天然森林不斷減少,人為過度開發利用使得灌木叢林遭到大量砍伐,水土流失嚴重,生態失衡,喀斯特自然生態系統的多樣性正趨向簡單化。

在此情況下,輻花苣苔的命運堪憂。因為它只能適應特殊的山地氣候。加之種子小、生命力弱,對生境要求苛刻,對森林植被的破壞等人為影響敏感。目前,原模式標本採集地——龍場的輻花苣苔已絕跡,僅在龍頭大山的另一條河岔的冷水河偶有發現。據推測,龍頭大山四周適生地僅有約1.5萬株輻花苣苔。

彌勒苣苔

說到苦苣苔科,就不能不提彌勒苣苔。

該物種1906年由法國傳教士在雲南彌勒縣首次採集到,並存放於法國巴黎植物標本館。1997年,《中國植物(英文版)》的苦苣苔科時,根據巴黎植物標本館的該份標本,認為這是一個很特殊的單種屬,為中國和雲南特有。但國內一直未採集到它的標本,便認為它已經滅絕。

2016年,中國科學院昆明植物所在石林縣野外重新發現彌勒苣苔的活體植株。這一發現對於研究中國苦苣苔科植物的起源與分化、喀斯特地區生物多樣性等方面都有一定參考價值,為喀斯特地區的生態環境恢復和特有物種保護關係的研究提供了珍貴的活體材料。

該發現一經報導,立即引起國內外研究人員的廣泛關注,成為新聞焦點。

上述幾種植物由於分布範圍狹窄,生境特殊,其基礎生物學研究近乎空白,更談不上對其瀕危機制的探討。幾種植物除彌勒苣苔原認為絕滅外,其餘幾種在1996年發布的《野生植物保護條例》中均被列為國家一級保護野生植物。

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