發現全球新物種!這種豆科植物竟被當地用作飼料
發布時間:2023-03-17
出品:科普中國
作者:李新偉(中國科學院武漢植物園) 甘啟良(竹溪啟良生物研究所)
監制:中國科普博覽

在湖北省西部的竹溪縣和神農架林區,中國研究人員們發現了一種豆科植物新物種——巴山黃耆。

發現巴山黃耆,不是一件簡單的事。這并不是因為巴山黃耆稀有,相反,它在當地很常見,并且和當地人的關系還十分緊密。但是,從研究人員們注意到它,再到確定它是一種新物種,花了十余年的時間。

成員眾多的豆科植物

豆科植物和人們的生活緊密相關,例如大豆、落花生、蠶豆、豌豆、綠豆、豇豆、四季豆、扁豆等,是我們十分常見的食物或蔬菜。它們為人們提供豐富的蛋白質、食用油或者淀粉。

除了我們餐桌上常見的豆子,在植物園或道路綠化也常常見到的一些植物也是豆科植物。像是紫荊、合歡、紅豆樹、含羞草、槐、皂莢、紫藤等,它們是著名的觀賞植物。

左圖:紫荊 右圖:合歡

(圖片來源:Veer圖庫)

豆科植物也具有豐富的文化內涵,唐朝詩人王維的《相思》一詩中,“紅豆生南國,春來發幾枝。愿君多采擷,此物最相思”,寄托了人們無限美好的情感。有的人喜歡在庭院里面種植合歡和紫荊,合歡寓意著合家歡樂,紫荊寄托著人們對故鄉和家人的牽掛和思念。

除了作為人們日常生活中常見的一份子,豆科植物,也可以說是生物學發展的重要角色之一了。談起豆科植物,首先會想起豌豆對科學的偉大貢獻。豆科植物是重要的科研材料,孟德爾進行豌豆雜交實驗,發現了基因分離和自由組合定律,奠定了現代遺傳學的基礎,打開了現代遺傳學的大門。

豌豆

(圖片來源:李新偉提供)

豆科植物具有豐富的形態多樣性,形態變異極其復雜,是被子植物的第三大科。全科大約有兩萬種,物種數量僅次于蘭科和菊科,分布廣泛,值得人們深入認識、探索其中的物種多樣性并加以保護、開發和利用。

研究人員這次發現的新物種巴山黃耆,就屬于豆科黃耆屬,是武漢植物園和合作單位合作發表的一個物種。

紫云英?巴山黃耆?傻傻分不清

黃耆屬中的紫云英,是我國常見的草本植物,在大江南北的山坡、林緣、溝邊、田壟、河邊等普遍分布,最高分布到海拔3000米的地方,可以用來觀賞或作為飼料和綠肥。這種普遍分布的植物,還給巴山黃耆的發現過程帶來過小擾亂。

紫云英

(圖片來源:甘啟良提供)

早在10多年前,研究團隊在湖北西部進行植物學考察時,就發現了一些開著黃花的黃耆屬種群。沒錯,那就是巴山黃耆,只不過當時,它與科研人員們擦肩而過。

因為紫云英分布普遍,研究人員們的第一印象,把這些長相熟悉的植物當做紫云英了。在近兩年,研究人員重新考察了這些黃耆屬種群,仔細比較了這些種群和紫云英種群的花、果、種子、葉和毛被的差別,發現這些種群具有獨特的形態特征,代表了黃耆屬的一個新物種,和紫云英存在著諸多差別。在經歷種種確認之后,為這個新物種命名——不是“紫云英”,而是“巴山黃耆”。

A.巴山黃耆種群;B.花部解剖圖,B1.旗瓣,B2.龍骨瓣,B3.雄蕊和雌蕊,B4. 翼瓣;C果實;D.種子。

(圖片來源:甘啟良提供)

抽絲剝繭——巴山黃耆的形態特征研究

目前發現,巴山黃耆分布于湖北竹溪縣和神農架林區,生長在海拔600米到2160米的潮濕林緣、路邊、溝邊,樹林下面偶爾有分布,個體數量龐大。當地用來做家畜飼料或者綠肥。根據IUCN(世界自然保護聯盟)的保護標準,巴山黃耆的保護級別為無危(Least Concern),這也能看出來,巴山黃耆在當地確實是一種很常見的豆科植物。

巴山黃耆在野外多為二年生草本,春天氣溫回暖時長出小苗,大約8-9月份枯萎倒苗。巴山黃耆的莖匍匐,葉子的背面和花萼被白色的柔毛覆蓋,花序排布像一把小傘,花梗短,有著黑色線狀長圓形的莢果,與紫云英近緣。也正是這種近緣關系,使得它們倆長得有些相像,不僅在野外可能把它們鑒定錯誤,而且在標本館,有些巴山黃耆的標本也被錯誤地歸類成了紫云英。

不過,巴山黃耆還是有區別于紫云英的一些特征,這也讓它被命名為一種新物種。

巴山黃耆的葉柄比葉軸更長,萼齒長于萼筒,翼瓣柄與瓣片幾乎一樣長,龍骨瓣柄長約等于瓣片的2/3,果實有長喙,成熟果實被白色柔毛,種子圓腎形,有短彎鉤。這些形態特征明顯區別于紫云英。紫云英的葉柄則是比葉軸更短,萼齒遠遠短于萼筒,翼瓣柄長約為翼瓣的1/2,龍骨瓣柄長約等于瓣片的1/3,果實有短喙,成熟果實無毛,種子長腎形,彎鉤肥大。

研究人員時隔多年之后,終于為巴山黃耆這種新物種“正名”。光發現它是一種新物種可遠遠不夠,研究人員將來計劃把巴山黃耆引種到武漢植物園進行馴化栽培。一方面,可以對這個物種進行資源保存;另一方面,也能把這個物種作為觀賞植物種植,開發湖北本地的草花資源,還可以利用其生物固氮的功能,增加土壤肥料,改善土壤結構,與其它植物套種促進其它植物生長。

結語

其實發現一種新物種,并不是一件容易的事。隨著我們對于自然界探索的深入,已經發現的物種也越來越多,有的時候需要分辨非常細微的區別,而且還要進行后續一系列專業嚴謹的確認,才能判斷是不是新物種。

就像巴山黃耆的發現過程一樣,研究人員們曾無數次與它擦肩而過。不過,盡管亂花迷人眼,研究人員的專業性和敏銳程度讓他們能夠在眾多相似的植物中發現巴山黃耆,并加以開發利用,進一步發掘我國本土植物的價值。



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