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打破认知！这些花竟然都在“造假”？

在缤纷的植物王国里，毛茛科（Ranunculaceae）堪称“伪装大师”聚集地。家族中，很多成员身怀“变形”绝技：萼片能华丽变身冒充花瓣，苞片可乔装假扮萼片，甚至还能伪装成叶片......它们伪装后的形态是什么样的？进化出如此与众不同的结构为哪般？这篇文章，让我们一起揭开毛茛科植物的“伪装密码”！常见的花朵结构在揭秘伪装之前，我们先认识一下典型的花结构，以毛茛科中比较“规矩”的侧金盏花（Adonis amurensis）为例。侧金盏花的结构，未展示花梗、花托一般来说，一朵花主要由花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群组成。其中，花萼是外围承担保护作用的花结构，由多个萼片组成；而花冠是花的主要展示部分，位于花萼内侧，由多个花瓣组成；雄蕊群是一朵花中所有雄蕊的总称，雄蕊包括花丝和产生花粉的花药；雌蕊群是一朵花中所有雌蕊的总称，通常包括柱头、花柱和子房。在大多数植物中，萼片和花瓣形态、颜色差异明显，界限清晰。然而，在毛茛科这个“变形家族”里，事情就变得扑朔迷离了！纷繁迷人眼，到底哪个才是真正的花瓣？我们印象中的花瓣，通常色彩艳丽、形态醒目，是花朵中最吸引眼球的部分，因此也很容易分辨，例如深山毛茛（Ranunculus franchetii）的黄色花瓣。深山毛茛然而，毛茛科还有很多植物的花瓣偏偏不遵循这种套路，打破了我们对花朵的“刻板印象”。例如，下图为乌头属（Aconitum）中北乌头（A. kusnezoffii）的花，你是否会第一时间默认——它那引人注目的蓝紫色“头盔”就是花瓣？北乌头实则——是也不是。“头盔”最外围的五片，其实是它的萼片，上萼片尤其膨大，真正的花瓣则被“头盔”保护在中间，呈细长的触角状。北乌头的花类似的“萼片扮花瓣”把戏，在毛茛科中很常见。耧斗菜属（Aquilegia）植物看似有两层花瓣，其实，外围的也是萼片，内层带有“小尾巴”的才是花瓣。花瓣的“小尾巴”，学名叫“距”，一般由萼片或花瓣延长而成，里面藏着为传粉者准备的丰厚报酬（花蜜）。紫花耧斗菜 Aquilegia viridiflora var. atropurpurea翠雀属（Delphinium）植物更加奇葩，除了有距的上萼片外，在萼片和雄蕊之间，常能看到一些比萼片小、比花瓣大、带有黄色或白色“髯毛”的结构。这既不是萼片也不是花瓣，而是由雄蕊演化而来的“瓣化雄蕊”！翠雀 Delphinium grandiflorum乌头属、耧斗菜属、翠雀属，这三个属虽然都有着迷惑人的结构，但区分起来非常简单，只需记住一个口诀：两侧对称看头盔，有盔乌头无盔雀，辐射五距耧斗菜。如果下次在野外遇见这些花，试试用口诀鉴定吧！傻傻分不清，究竟是花瓣、苞片还是叶子？你以为只有萼片会伪装？那就大错特错了。其实，毛茛科的苞片也会玩“角色扮演”。獐耳细辛（Hepatica asiatica）——一种似乎长得很“标准”的花。獐耳细辛你看，它最外围棕绿色的结构，是不是很像花萼？里面洁白的部分，是不是很像花瓣？然而，那洁白的、看似花瓣的结构，其实是它的萼片！紧贴在萼片外围的棕绿色结构，也不是萼片，而是苞片在冒充萼片！那么它真正的花瓣呢？其实，獐耳细辛根本没有花瓣。实际上，苞片本质上是变态的叶子，通常着生在花梗或花序梗上。在獐耳细辛这里，苞片承担起了本该由萼片负责的保护功能（尤其在花蕾期），而洁白的萼片则华丽转身，承担起吸引传粉者的重任。毛茛科苞片的伪装术还不止于此，它们甚至能直接伪装成叶子！有一种叫做白头翁（Pulsatilla chinensis）的植物，花落之后，它的花柱会伸长呈羽毛状，看上去像头发花白的老翁，它的名字由此得来。白头翁羽毛状的宿存花柱白头翁的花呈蓝紫色，阳光照耀下，有一种丝绒般的光泽感。和獐耳细辛一样，白头翁也没有花瓣，这个蓝紫色的结构，其实是它的萼片。而花下面的“叶子”，实际是它的苞片。白头翁的花此时你可能要疑惑了：那它真正的叶子在哪呢？实际上，不管是獐耳细辛属，还是白头翁属，植株基部长出来的才是它真正的叶子，我们称“基生叶”。左为獐耳细辛花落之后长出来的基生叶；右为白头翁的苞片和刚萌发的基生叶苞片伪装成叶，这种“角色扮演”其实还有大用处——在早春，基生叶可能被落叶覆盖或尚未完全展开。苞片伪装成叶片进行光合作用，能更快地突破障碍，为开花结实提供宝贵的能量，同时也能保护幼嫩的花蕾。毛茛科花器官变装秀：“失误”造就的精彩看到獐耳细辛、白头翁的萼片“假扮”成花瓣，你是否会产生新的疑惑：为什么它们如此独特，能够形成无瓣花？其实，毛茛科花器官为我们带来的这场“变装秀”，是在其MADS-box基因家族的调控下完成的。MADS-box基因家族手握花卉时装秀的剧本，其不同的基因成员便是剧本中的演员，被分配有各自的任务：A类基因（如AP1）决定萼片特性，B类基因（如AP3）决定花瓣和雄蕊特性，C类基因（AG）决定雄蕊和心皮特性。按照正常剧情发展，它们都在舞台上走到自己对应的位置，才能顺利地完成这场时装秀，发育成一朵常规的“花”。然而，在实际的演出中，会出现三类“失误”：一是决定花瓣和雄蕊特性的B类基因AP3-3走到了萼片的位置，错误地在萼片部位表达了。与此同时，决定萼片特性的AP1表达减弱。这样一来，就出现了“萼片瓣化”的现象；二是决定花瓣和雄蕊特性AP3-3本应该盛装出场，但是她自己不够重视或者谢绝出场，即该基因表达减弱甚至不表达，时装秀的主角干脆就消失了，便产生了“无瓣化”的走向；三是决定雄蕊和心皮特性的AG1基因也不听从指挥，不努力表演，基因表达受限，或者B类基因AP3-3走到了雄蕊的位置表达。更有甚者，AG1强行干预，表达异常增强，不让控制花瓣的AP3-3出场，结果就是花瓣无法发育。这些则会导致“雄蕊瓣化”。有时候，再加上现场观众的起哄（如生长素），这种场外因素便会让这场时装秀变得更加不可控。但总体来看，这些“失误”呈现出来的效果却打破了常规，反而令人眼前一亮。结语毛茛科植物会“角色扮演”的“花”与“叶”，是否让你惊叹于自然演化的精妙？这些看似复杂的“伪装”，实则是植物在亿万年间为适应环境、提高生存和繁衍成功率而演化出的“锦囊妙计”。它们巧妙地重新分配了器官的功能，以最小的能量消耗换取最大的生存效益。下一次，当你漫步山野，遇见乌头、耧斗菜、翠雀、獐耳细辛或白头翁时，不妨驻足细看。在这些令人眼花缭乱的伪装背后，藏着一部植物与环境的协同进化史诗。而读懂它们的语言，或许正是我们走近自然、敬畏生命的一把钥匙。毕竟，在亿万年的演化长河中，每一朵“说谎”的花，都在诉说着最真实的生命奇迹。毛茛科植物快速识别指南参考文献：[1] 李书心. 1988. 辽宁植物志（上册）. 沈阳：辽宁科学技术出版社[2] Xiaoshan Duan, Caiyao Zhao, Yongchao Jiang, et al. 2020. Parallel evolution of apetalous lineages within the buttercup family (Ranunculaceae): outward expansion of AGAMOUS1, rather than disruption of APETALA3-3. The Plant Jurnal, 104(5):1169-1181[3] Cronk, Quentin C B. 2025. How to lose a whorl: the evolutionary and developmental biology of apetaly. Journal of Experimental Botany, eraf211[4] Dan Wang, Xue Dong, Mi-Cai Zhong, et al. 2024. Molecular and genetic regulation of petal number variation. Journal of Experimental Botany,75(11):3233–3247出品：科普中国作者：王力平李岩黄彦青于景华监制：中国科普博览

2025-07-22
什么档次的“野韭菜”，竟然比韭菜受欢迎？能随便割吗？

距离北京市中心一百多公里外，一片高山草甸正披上崭新的绿装。然而往山坡上望去，随处可见游客低头忙碌的身影。只见人们分散在草甸各处，手持塑料袋和剪刀、铲子等各种工具，专注地在脚边搜寻着一种再普通不过的植物——“野韭菜”。每发现一簇野韭菜，一些游客便迫不及待地用手或铲子将其挖出。有人甚至带着锅碗和饺子皮，当场用现采的野韭菜包起了饺子。经过多轮的采摘，草地剩下的野韭菜大多只有瘦小的幼苗。土壤被翻得支离破碎，野花野草倒伏一地，草甸逐渐斑驳裸露……北灵山集体“割韭菜”场景图片来源：北京晚报这个地方叫做北灵山，以高山草甸、白桦林、野花等自然景观而闻名，是户外旅游的热门目的地。北灵山还有一个名字叫“韭菜山”，每年的五六月，山上的“野韭菜”进入生长旺盛期，这吸引了很多人前来采摘，近年来还出现不少以割韭菜为卖点的户外徒步团。北灵山的高山草甸然而在这场“挖野菜”的狂欢背后，北灵山的生态环境正面临被破坏的隐患——数千人涌入北灵山，对所谓的野韭菜进行无节制采摘，已导致当地部分高山草甸植被稀疏、土壤裸露，生态遭到破坏。这一现象已经引起了社会各界的关注与重视。北灵山“花式”割韭菜图片来源：北京晚报什么档次的“野韭菜”竟然比韭菜受欢迎？先说答案，北灵山被大规模采摘的所谓“野韭菜”既不是野生的韭菜（Allium tuberosum），也不是野韭（A. ramosum），而是山韭（A. senescens）。山韭图片来源：作者据《中国植物志》记载，山韭在国内主要分布于北方地区，如黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、内蒙古、甘肃、新疆和河南等地，生于海拔 2000 米左右的向阳山坡、草原或草甸上。北京周边地区的高山草甸上，山韭常成片分布。山韭为多年生草本，其地下鳞茎在每年 3-4 月开始萌发新叶，5-6 月叶片达到生长高峰，7-9 月进入花果期，届时山上是一片紫色的花海。韭菜割得越多，长得越好？当有人友好呼吁游客在山上少挖山韭时，不少网友反驳道：韭菜就是割得越多，才能长得越好！这真的科学吗？诚然，韭菜的再生能力非常强。“韭”这个汉字就很生动形象，宛如一株植物的主茎破土而出，不断分蘖，叶片横生，展现出一片生机勃勃的景象，恰如其分地体现了韭菜那令人惊叹的再生能力。韭菜在被割掉后还能快速生长的奥秘在于：· 韭菜的根系发达，能够深入土壤吸收养分和水分储存在膨大的鳞茎中，即使地上部分被割掉，鳞茎仍然能够为韭菜的再生提供营养；· 大鳞茎基部还可以分蘖出许多小鳞茎，它们在适宜的环境下会形成新的分蘖；· 韭菜叶片上的居间分生组织的细胞具有快速分裂的特征，使得韭菜能够迅速生长。然而，韭菜绝不是割得越多，长得就越好。频繁收割会导致鳞茎营养供应不足，植株逐渐细弱。收割时需要合理安排频率，留茬 2-3 厘米，避免割伤鳞茎和根部，影响叶子的抽出。值得注意的是，韭菜反复割、反复长的过程并不能无限循环，一般经过 3-6 年的连续收割后，植株活力会明显下降，此时就需要栽植更新一波新韭菜了。韭菜花田图片来源：veer 图库要想韭菜长得好，肥沃的土壤、规律的施肥以及病虫害的精准防控等精细化管理措施缺一不可。相比之下，北灵山高山草甸上的山韭，其生存环境海拔高、气温低、条件恶劣，因此它们需要更多的时间和更少的干扰才能够正常生长。不幸的是，夏季本是北灵山山韭的生长旺盛期，如今却变成它们的“渡劫期”。户外徒步爱好者蜂拥而来，“人比韭菜多”，不少山韭刚冒出尖儿就被割走，有的甚至被连根拔起。在这种无节制采挖下，“越割越长”只会成为不文明采摘者自欺欺人的说辞。北灵山提醒游客野韭菜生态价值的标语高山草甸之殇虽然山韭并不是国家级保护植物，单纯从法律角度来说，挖走了不至于触犯法律，但是挖韭菜的行为给当地的高山草甸环境带来了一系列生态隐患。北灵山位于北京门头沟区与河北涿鹿县、怀来县交界处，海拔约 1900 米，1700 米以上区域的植被类型便是高山草甸。由于气温低、昼夜温差大、气压低、空气稀薄、紫外线辐射强烈、风大等气候特征，高山草甸的植物生长周期短，生长缓慢，生态系统十分脆弱。这里的植被经过漫长的岁月才得以形成，它们构成抵御风寒、保持水土的生态屏障，并具有重要的固碳和水源涵养功能。百花山草甸图片来源：作者高山草甸的野生植物本就生长不易，还因人类挖韭菜被连带踩踏，一些美丽的野生植物如大花杓兰（国家二级保护植物，下图a）就可能因此被误伤。原生植物的锐减会使得本就脆弱的高山草甸物种多样性下降，进而出现草甸退化的现象。一般植物又难以适应高山草甸恶劣的环境条件，因此植被恢复甚是不易。华北高山草甸的野花大花杓兰（a）、胭脂花（b）、花荵（c）有斑百合（d）、长瓣铁线莲（e）、金莲花（f）图片来源：作者目前北灵山尚属于未经开发的野外区域，但这并不是我们人类肆意掠夺和破坏的理由。在部分人沉浸在挖韭菜的狂欢中时，另外有一支“山野护卫队”却在清理北灵山的游客垃圾，两种行为，高下立见。北灵山垃圾清理图片来源：山野护卫队北灵山的风，本应吹拂着完整的高山草甸，而不是裸露的黄土。只有学会尊重每一株植物的生长规律，自然才会向我们展示最美的本真模样。参考文献[1] 尊龙凯时人生就是搏z6com中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京: 科学出版社.2004.[2] 付常兴, 黄迎新, 王鹤琪, 等. 野韭(Allium ramosum)研究及展望[J]. 土壤与作物, 2022, 11(4): 377-384.[3] 李瑞玲, 王海, 哈斯巴根, 等. 不同保护和利用措施对高寒草甸植被-土壤碳密度的影响[J]. 生态学报,2025,45(06):2595-2604.DOI:10.20103/j.stxb.202405221170.[4] Meerow AW, Reveal JW, Snijman DA, et al. (1793) Proposal to conserve the name Amaryllidaceae against Alliaceae, a "superconservation" proposal[J]. Taxon, 2007, 56(4): 1299-1300.策划制作来源丨科学大院（ID：kexuedayuan）审核丨王康北京植物园科普中心主任教授级高级工程师中国植物学会会员责编丨甄曦审校丨徐来、林林本文封面图片及文内图片来自版权图库转载使用可能引发版权纠纷

2025-07-11
你家养的“兰花”可能不是真兰花？爱蹭名字的植物另有身份！

“我从山中来，带着兰花草；种在小园中，希望花开早……”这首传唱了几十年的《兰花草》，歌词由胡适创作。相传胡适得到了一盆兰花草，他非常喜欢，不仅悉心照料，还为此写下了名为《希望》的白话诗。后来诗被谱上了曲子，就成了这首经典的歌曲。而这只是众多与兰花有关的名人轶事之一。在我国，以“兰”为名的植物众多，它们其中一些是兰科植物，而另外一些则是因为形态上和兰花相似，也就被安上了带“兰”的姓名。这其实也体现了中国人自古以来对兰花的推崇和喜爱。图源：Pixabay01 兰花文化中的“兰”在浙江的河姆渡遗址中，考古学家发现了两块距今7000多年的陶片，上面刻有几片植物叶片的形状。根据当地的环境推断，陶片上描绘的植物很可能是箬兰（又名虾脊兰）。这是一种我国原生的兰科植物，在长江流域及南方各省很常见。仲春时节，箬兰往往在整个山峦成片开放，它的花朵小巧玲珑，惹人喜爱。因此有学者推测，这两件陶片可能就是中国赏兰文化的开端。进入我国的信史时代之后，“兰花”就出现得非常频繁了。在《诗经》中，有“溱（zhēn）与洧（wěi），方涣涣兮。士与女，方秉蕳兮”的诗句；而在《离骚》中，屈原则描述过“余既滋兰之九畹兮，又树蕙之百亩。”其中的“蕳”和“蕙”都指代的是“兰花”。不过，根据这些诗句对兰的描述，这个时候的“兰花”主要指的是佩兰。它并非兰科植物，而是菊科泽兰属的物种。佩兰全株都有类似薰衣草一样的香味，我国古人会把它的叶片用来熏蒸或者沐浴，有时候也会作为香草佩戴。孔子非常喜欢佩兰，曾说过“芝兰生幽谷，不以无人而不芳，君子修道立德，不为穷困而改节”。他还将兰花称之为“王者之香”，兰花也从此成为高洁典雅的象征。尽管此时草本的“兰花”究竟是谁还有争议，但树上的“兰花”已经很明确了。同样是在《离骚》中，就已经有了“朝饮木兰之坠露兮，夕餐秋菊之落英”的记载，木兰最初指的是木本植物玉兰，后来成为整个木兰科植物的统称。对于我们中国人，《木兰辞》中那个英姿飒爽、替父从征的花木兰家喻户晓，木兰也因此多了几分“忠孝勇节”的文化属性。02 真正的兰科植物直到唐朝，“兰花”才开始真正指代兰科植物。这一方面是由于当时国家实力增强，园艺水平迅猛发展，人们对于植物的了解程度进一步加深；另外一方面，我国当时处于小暖期，都城长安的气候能够让兰花顺利地生长。于是，这种原本在深山幽谷生长的野草，被移植到了繁华闹市，深受当时人们的喜爱。到了宋代，随着文化科技水平的进一步提高，兰花不仅栽培日盛，并且对于兰花的识别和分类也更加严谨。北宋著名的诗人黄庭坚，对兰花尤其喜爱。在他的《书幽芳亭》中，他不仅以兰花高贵独特的品格比喻自己，也对兰花进行了明确的划分：“一干一花而香有余者兰，一干五七花而香不足者蕙”，这也是历史上首次对兰科植物进行了分类。春兰一般在春初时节就已经开放，叶子比较短，花箭上一般只开一朵兰花；而蕙兰花期晚于春兰，并且叶子比较长，花剑上能看出五六朵兰花。在此之后，兰花的种类日趋多样，后来还出现了墨兰、寒兰、建兰等。事实上，兰科是植物界数量第二多的家族，至今已经发现了2万多个物种。为了便于区分，后世就将这些原产于我国，并且叶片细长、花朵精致的兰科植物统称为“国兰”。与之作为对比，从国外引入，或者花朵和叶形上与国兰有明显区分的兰科植物就被称为“洋兰”，比如蝴蝶兰、卡特兰、石斛兰、文心兰等。图源：Pixabay03 张冠李戴，似兰非兰而正如欧洲人喜欢用“apple”指代陌生的植物一样，很多并非兰科植物，但叶形或者花朵与兰花有相似的物种，也不断以“兰”字命名。根据《中国植物志》的统计，名字带“兰”但不属于兰科的植物足足有168种，这也足见中国人对于兰花的喜爱。并且这种情况，随着东西方的频繁交流变得越来越明显。在明代的《本草纲目》中，名字带“兰”但不属于兰科的植物只有泽兰和马兰。马兰就是北方常见的绿化植物马蔺，它其实是鸢尾科的植物，因为花朵酷似兰花而有了这个别名。有趣的是，后世曾有学者考证，友人送给胡适的那盆“兰花草”并非兰科植物，而是马蔺。到了清代，《本草纲目拾遗》中这个名单就多了好几种。其中我们比较熟悉的是紫罗兰和米仔兰。紫罗兰是十字花科物种，与白菜、萝卜其实是一个家族的，只是因为开出的紫色花朵与兰花有几分相似，就以“兰”为名了；米仔兰又叫珠兰、金粟兰，实际上无论是花朵还是叶片与兰花都大相径庭，只不过它能释放出阵阵幽香，所以我们的祖先同样愿意用“兰”字为其命名。在同一时间进入中国的还有文殊兰，它其实是石蒜科的物种，在清初的《广东新语》这本书中首次被记录。文殊兰因为叶片、花朵与蕙兰类似，又因为它原产于南亚，与佛教的传播关系密切，因此它就以文殊菩萨为名，被称为“文殊兰”。进入近代，这种“张冠李戴”，将非兰科植物命名为“兰花”的情况就更多了，很巧合的是，其中很多植物都来自非洲南部，比如吊兰、香雪兰、鹤望兰以及君子兰。以君子兰为例，它原产于南非，1823年被英国人发现并带回英国，1854年它又从欧洲引入日本。因为它的种加名“nobilis”是“高尚、文雅”的意思，日本学者将其翻译时就赋予了“高贵”的含义，到了我国它则被命名为“君子兰”。在这个过程中，也出现过很多有意思的故事。比如鲁迅先生在《藤野先生》中，写过“福建野生着的芦荟，一到北京就请进温室，且美其名曰‘龙舌兰’。”但其实他混淆了这两个物种，芦荟原产于西亚，很早就已经进入我国；而龙舌兰是原产于墨西哥的植物，鲁迅先生在写这篇文章的时候，龙舌兰才刚刚传入我国不久，他因为不熟悉这两种植物的区别，因此搞错了。那么，读者朋友们不妨猜猜看，龙舌兰究竟是哪个部位与兰花相似呢？从古至今，以兰为名的植物不断增加，兰花也逐渐承载了越来越多美好的寓意。无私奉献的独特幽香，坚强屹立的斗争精神，素雅内雅的品格，何尝又不是我们中国人的写照呢？那么，你还知道哪些与兰花有关的故事，欢迎在留言区与大家分享！供稿单位：重庆科技馆作者：花园里的卡西莫多，科普工作者审核专家：李春藜声明：除原创内容及特别说明之外，部分图片来源网络，非商业用途，仅作为科普传播素材，版权归原作者所有，若有侵权，请联系删除。（来源：科普中国）

2025-07-11
“你看上我哪一点，我改还不行吗？”

2025-06-10

兰科常见药用植物的神奇世界：自然馈赠的传奇宝藏



2025-06-10

大球盖菇：变废为宝的 “生态清洁工”

在广袤的农田里，收割后堆积如山的秸秆亟待处理；在规模化的养殖场中，畜禽粪便的处理同样面临挑战。农业农村部2024年的数据显示，我国每年产生 8 亿吨作物秸秆和 38 亿吨畜禽粪便，这些农业废弃物若处理不当会成为污染源，但若利用得当则蕴含着巨大资源价值。目前，传统堆肥技术存在明显短板：木质纤维素降解效率低，且难以彻底清除残留的病原菌和抗生素抗性基因，不仅影响堆肥质量，还可能威胁土壤健康和农产品安全。如何高效转化这些废弃物，实现资源化利用，已成为推动农业绿色发展的关键课题。图片来源：刘栋在云南，有一种名为大球盖菇的珍稀食用菌，成为改变这一现状的重要突破口。由尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所于富强教授领衔的大型真菌种质资源保育与绿色可持续发展研究专项攻关团队，以它为核心，构建了“畜禽-作物-食用菌跨界循环系统（LCM系统）”，为农业废弃物的处理开辟了新路径。图片来源：窦婷婷LCM循环系统：实现能量的跨界流转这套系统的运作过程就像一场精妙的 “生态接力”。首先，将秸秆和牛粪进行堆肥处理，为大球盖菇的生长提供基质。其次，大球盖菇化身高效的 “生态工匠”，在生长过程中充分发挥自己的 “分解能力”，将堆肥中的有机物质转化为自身所需的养分，从而实现食用菌的高效栽培。最后，培育大球盖菇的菌渣也没有被浪费，它摇身一变，成为了优质的肥料，重新被投放到农田中，为作物生长提供支持。图片来源：于富强这套系统的核心突破在于其对污染物的高效降解能力。针对农业中棘手的抗生素残留和病原菌问题，LCM 系统展现出了卓越的降解效能，成为了农业生态环境的 “守护者”。“污染”变“资源”，发挥真菌技术的生态力量在减少污染物方面，以大球盖菇为核心的 LCM 系统成果斐然。菌渣被用作肥料后，病原菌在作物茎部的丰度降低了36%，在种子中的丰度降低了7%，大大减轻了病原菌对作物的危害。同时，经过高温堆肥与LCM系统的联合作用，牛粪中的土霉素残留量从3232μg/kg 降至 630μg/kg，降解率高达80%，有效切断了“畜禽-土壤-植物” 之间残留抗生素的传递链。此外，土壤中抗生素抗性基因的丰度也显著降低，其中土霉素相关抗性基因减少了 46%，远高于传统堆肥减少20%的效果，为农业生产创造了更加清洁的土壤环境。图片来源：尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所菌渣为作物生长提供了“营养宝库”，显著提升了作物产量。在菌渣的滋养下，燕麦的根系表面积扩大，须根密度增加，这使得根系能够更高效地吸收土壤中的养分。此外，根际土壤中有效氮、磷含量分别增加了12%与9%，为作物的生长提供了更加充足的营养支持。从最终的产量来看，燕麦鲜重提升了65%，牧草产量提高了68%，籽粒产量提高了50%。更令人欣喜的是，燕麦的品质也得到了提升，粗蛋白含量提升了5.1%，这表明，作为牧草的燕麦能显著提升饲料品质，为畜禽提供更多营养。生态调节：重塑根际微生物群落大球盖菇的加入如同给土壤微生物世界带来了一场 “生态革命”。经过菌渣堆肥处理，植株根系富集了具有木质纤维素降解能力的放线菌，茎部富集了促生长细菌，种子富集了抗逆微生物（保证种子在极端环境下依然能正常萌发，幼苗茁壮成长，让植物在恶劣环境中也能延续生命），形成了“根-茎-种子”具有组织特异性的有益微生物群落。菌渣堆肥处理后，植株中有益微生物群落分布示意图图片来源：刘栋这些有益微生物就像作物的 “健康卫士”，为作物的健康生长提供保护和支持。同时，相较于对照组，有菌渣作为肥料的根际土壤中腐生真菌的比例提升了 29%，这些腐生真菌凭借快速生长的菌丝网络，如同在土壤中编织起密集的“防护网”，抢先占据病原菌的生存空间，让其无处落脚；在营养争夺上，腐生真菌对碳源、氮源的高效摄取能力，就像给病原菌戴上“饥饿枷锁”，限制其生长繁殖；通过双管齐下的方式，显著降低病原菌在土壤微生物群落中的占比，重构健康的土壤微生态环境。它们通过竞争性优势，重构了土壤微生物功能网络，让病原菌的功能群占比从24%降至15%，有效抑制了病原菌的增殖，改善了土壤的微生态环境。进一步推广，助力农业与生态共赢随着乡村振兴战略和 “双碳”目标的推进，LCM 跨界循环系统展现出了巨大的推广价值。这一系统将农业废弃物转化为宝贵的资源，实现了农牧有机质的清洁利用，减少了农业生产对环境的压力。在广大农村地区推广这一系统，不仅能够解决秸秆和畜禽粪便的处理难题，还能为农民创造经济效益，比如提高作物产量和品质，减少化肥的使用量等。同时，该循环模式有助于构建可持续的农牧产业体系，推动农业的绿色发展，实现农田增肥和环境改善双赢。科学意义：开创可持续发展新范式从科学角度看，LCM系统的研究具有重要意义。基于多组学技术与功能基因分析，该研究首次揭示了 LCM 系统中生物肥料对作物不同组织部位微生物群的调控作用，为研究农业生态系统微生物间的相互作用提供了新视角。从实际应用角度看，该研究不仅为农牧有机质高效利用提供了解决方案，更开辟了农业微生物风险阻控新路径，实现了农牧废弃物清洁利用、作物绿色增产与农耕区环境保护的协同，为全球农业的可持续发展提供了可推广的范式。大球盖菇——这一曾经被低估的真菌资源，通过科研人员的创新研究，成为了农业生态系统的关键物种。它成功将农业废弃物从令人头疼的 “污染源” 转变为助力农业发展的 “资源库”，彰显了真菌技术在生态保护和农业可持续发展中的巨大价值。随着 LCM 跨界循环系统的推广应用，此类生态友好型技术将发挥越来越重要的作用，推动形成“绿色生产-资源循环-环境改善”的可持续发展新模式，为农田生态系统注入新的生机与活力。团队成员合影（图片来源：尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所）来源：科普中国前沿科技

2025-05-28
油桐家族“姐妹花”：油桐与木油桐



2025-05-28

颠覆传统植物生存逻辑丨赤箭——天麻

 两千余年前，《神农本草经》记载了一味奇药——“赤箭”，其名源于破土而出的赤褐色花茎，状若箭矢，古人视其为“天赐神物”。至宋代《开宝本草》，方以“天麻”定名，取“天生之麻，无根自定”之意。道家典籍《抱朴子》更以诗性笔触描绘：“天麻者，不知所生，仿佛天生。”有趣的是，古人观察到天麻“有风静立，无风自摇”的特性，赋予其“定风草”之名，暗喻其平息风邪之效。赤箭天麻野外生长状况天麻（Gastrodia elata Bl.），兰科天麻属植物。这株无根无叶的植物，颠覆了传统植物的生存逻辑——既不依赖土壤养分，亦无光合作用之能，却凭借与真菌的共生策略，在中医药史上稳居“治风圣药”之位。从《吴普本草》的“神草”赞誉，到现代药理学揭示的天麻素、多糖等活性成分，其药用价值跨越时空，至今仍在实验室与临床中焕发新生。天麻鲜品；天麻干品（药材及饮片）天麻堪称植物界的“反套路专家”。它摒弃常规植物的生存模式，转而与森林中的分解者——蜜环菌结成“战略同盟”。蜜环菌以分解枯木为生，而天麻则化身“菌丝收割者”，直接消化其菌丝获取营养，形成独特的“腐生-寄生”双轨制生存模式。科学家将其定义为“真菌营养型寄生植物”，这一机制使其无需光合作用或根系吸收，即可“坐享其成”。其生长周期更显精妙：种子萌发后，需在地下蛰伏三年之久，95%的时间用于悄无声息地积累能量。直至块茎丰盈，方以赤箭之姿破土而出，完成从“潜伏者”到“绽放者”的华丽转身。古人若知此草以如此“借力打力”之策存活千年，或会叹服：“此乃自然界的生存经济学！”赤箭天麻野外生长状况天麻生活史1965年，植物学家周铉攻克天麻与蜜环菌的共生难题，首次实现人工栽培，改写了“天麻必野生”的千年历史。这一突破堪比“微生物界的精密联姻”——蜜环菌对环境极其敏感，温度、湿度、基质稍有偏差便拒绝“合作”。历经数百次试验，周铉团队最终在云南昭通的山地中成功模拟自然共生环境，开启天麻规模化种植的新纪元。如今，陕西汉中、云南昭通、安徽岳西三大产区已成天麻产业的“黄金三角”，年产值逾百亿元。2012年，周铉荣获“中国天麻研究终生成就奖”，其研究成果被列为“中药资源可持续利用”的典范，彰显人类从自然中汲取智慧的非凡能力。天麻主产区来源：华南植物园

2025-04-29
春天里的“野百合”，原来是它！

“就算你留恋开放在水中娇艳的水仙，别忘了山谷里寂寞的角落里野百合也有春天。”循着这段经典旋律的指引，我带着好奇踏入东北山林的早春。残雪未消的早春，沉寂的森林中，一簇倔强的紫红在枯叶间破土而出，渐成一片盛大的紫红色“王国”。俯身细看，六枚尖尖的花瓣正以“狂野”的姿态向上翻卷，在寒意料峭的春风中翩然舞动。那段传颂在歌词中的独白，原是出自这位“野百合”——猪牙花（Erythronium japonicum Decne.），百合科（Liliaceae）猪牙花属（Erythronium）的多年生草本植物。你能想象吗？在多数百合科植物还在沉睡的时节，猪牙花已经破土而出，正特立独行地演绎着百合科“最叛逆”的春日故事。早春林下紫红色的猪牙花“花海”一、名俗花却雅：解码命名密码初次见到猪牙花，往往会惊叹其名字与“颜值”之间的巨大反差。然而，“猪牙”一名看似俗气，却生动形象地描绘了她独特的形态特征。猪牙花的花被片（萼片和花瓣的合称）呈披针形，弯曲弧度酷似野猪的獠牙；无独有偶，深埋地下的鳞茎洁白、弯曲且尖长，如野猪的尖牙一般，这也是“猪牙花”中文名字由来的两种解释。有趣的是，它的英文名字是Dogtooth Violet，直译为“紫罗兰色的狗牙花”，也许因为中国早已有了叫做狗牙花的夹竹桃科植物，便选择以“猪牙花”来命名了。猪牙花单朵生于茎顶，在宽大叶片的托举中呈下垂姿态，常态有六枚花被片，最初含蓄收拢，待到绽放之时便强烈反卷朝上，露出内侧点缀的精致斑纹。在寒意尚未完全褪去的早春，成片盛放的猪牙花宛如林下穿着芭蕾舞裙的紫色“精灵”一般，呈现出不同于其名字的灵动和生命力。酷似野猪獠牙的猪牙花的花被片（左）与鳞茎（右）二、时间竞赛者：抢占光照窗口期的生存艺术在长白山森林中，猪牙花掌握着精准的物候密码。猪牙花深知待树木再次披上“新衣”时，林下的光照就会大大减少。因此，聪明的它们早已启动了早春突围计划：在上一年，深埋地下的鳞茎就储备了充足的养分，花芽和叶芽也已完成分化，确保了早春及时苏醒。这种“未雨绸缪”的策略，抢占了地表光线充足的“窗口期”，在树木荫蔽前，猪牙花已经完成了开花、结果的生命周期。更令人惊叹的是她的温度调控机制，当气温升至28℃时，地上部分立即启动枯萎程序，将养分输送进鳞茎中，为下一年的绽放积蓄能量。这种精准的“错峰生存”智慧，使其在森林光资源争夺中始终快人一步。抢占“窗口期”的猪牙花三、动物协奏曲：传粉与播种的跨界合作猪牙花的生存智慧不仅体现在时间掌控上，更在于打造精妙的动物协作网络。猪牙花独具特色的花被片不仅是“精灵舞裙”，更是为自己量身定制的传粉“邀请函”。当阳光透过花被片，其内侧基部近三齿状的紫黑色斑纹就像一个个箭头，被称为“蜜导”，犹如机场跑道灯一般，引导传粉昆虫精准着陆。此刻，绽放的猪牙花自然成为了传粉昆虫们的“重点关注对象”，在它们的帮助下，顺利完成传宗接代的重任。花被片上的“蜜导”种子的传播，上演着更精彩的剧本。猪牙花种子的一端附着有手柄形状、呈白色或淡黄色的油质体，能够释放出类脂肪酸气味，林中的蚂蚁们对这种营养丰富的美味毫无抵抗力，在油脂香气的诱惑下将种子搬运回蚁巢。油脂体就像是猪牙花支付的“运输费”，勤劳的蚂蚁会优先吃掉这一部分，而种子则被遗忘在蚁巢中。这种疏松、潮湿又透气的环境，辅以蚂蚁代谢留下的天然氮肥，恰巧为种子的萌发创造了理想条件，这也是猪牙花的鳞茎深埋地下的原因。研究显示，在蚂蚁数量充足的森林，能搭乘“顺风车”旅行的植物，扩散速度是风力传播的10倍以上。蚂蚁正在搬运猪牙花的种子（左）猪牙花的种子和上面的油脂体（右）（湾沟林业局于永波供图）四、猪牙花家族的奇妙“分野”我国猪牙花属仅有两个种：其一是猪牙花，分布在东北的长白山区，主要生长在湿润的林下；其二是新疆猪牙花（Erythronium sibiricum (Fisch. & C. A. Mey.) Krylov），分布在西北的阿尔泰山脉，常见于森林灌丛下和亚高山草地。虽属同一家族，但猪牙花和新疆猪牙花为适应东北和西北不同的生存环境，演绎了一场同源异化的进化故事。它们的个头略有不同，猪牙花植株高25-30厘米，深扎地下的鳞茎扎有助于抵御东北冬季的严寒；而新疆猪牙花植株高16-20厘米，稍显矮小的特征有利于其在西北多风的环境中生存。它们的花被片也各有千秋，猪牙花的花被片通常整片呈现紫红色，新疆猪牙花的花被片则是双色渐变，上部为紫红色而下部呈白色，精准适配当地传粉昆虫的色觉偏好。虽分处不同的生境，两种猪牙花却各自写下了多维适应的最优解。猪牙花（左）新疆猪牙花（右）（新疆生地所曹秋梅供图）五、脆弱绽放背后的保护命题看似平凡的猪牙花，用独特的智慧和策略书写着“野百合”的春天宣言。尽管掌握诸多生存智慧，猪牙花仍面临严峻的生存挑战，其种群衰退折射出更深的生态危机：森林破碎、生境退化导致传粉网络断裂，植株盗挖直接摧毁基因库......现在，她已经成为《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN）中的易危物种（VU），被《吉林省省级重点保护野生植物名录》列为三级保护。当我们凝视这倔强的紫色精灵，看到的不仅是生命的绚烂，更是生态系统精密运转的缩影。守护这份限定版的春日浪漫，需要我们理解：每一朵野花的绽放，都是自然智慧的无字宣言。守护这份地域限定的花海惊喜，才能让“野百合”的春天永驻人间！参考文献：1. 赵连伟等. 早春开花植物长白山春姑娘.2. 钟鑫. 猪牙花冰雪后的粉色花海.3. 曹长清等. 中国猪牙花属研究现状和世界猪牙花分布概况.4. 陈凤华. 万物有灵 | 花似猪牙赛西施——猪牙花.树木园供稿（文：王语桐，李岩，黄彦青，于景华。图：张粤，黄彦青，王语桐）。

2025-04-28
“蕨”代芳华——鹿角蕨

 蕨类植物，大家应该都不陌生，但羊齿植物，您是否又听过呢？其实羊齿植物就是蕨类植物的另一个别称。那么为什么蕨类植物会被称作羊齿植物呢？这是因为古人在日常观测中发现蕨类植物的叶片与羊齿非常相似，从而给予的另一种更为直观的称呼。其实，羊齿植物是我们对蕨类植物的一种刻板印象。山间林下、低矮草本，有着如羊齿般的羽状叶片（图1A），这或许就是很多人印象中的蕨类植物吧！事实上，蕨类不仅有羽状叶片类型，也有单叶类型（如：星蕨属Microsorum，图1B）；不仅有低矮草本，也有高大木本（如：桫椤科Cyatheaceae，图1C）；不光可以生长在山间林下，亦可水生和沼生（如：水蕨属Ceratopteris，图1D）。今天我们要介绍的这种植物是一种大型附生蕨类，它的叶二型（能育叶和不育叶），其中能育叶形态更是多变，状似鹿角。它就是蕨类植物中别具一格的存在——鹿角蕨（图2）。图1：蕨类植物。A：金毛狗 Cibotium barometz；B：江南星蕨 Lepisorus fortunei；C：笔筒树 Sphaeropteris lepifera；D：邢氏水蕨 Ceratopteris shingii。图2：鹿角蕨植株照。A：生境；B：个体；C：孢子囊。（曾佑派摄） 1858年，William Jackson Hooker 在他的著作中提到：该种可育叶裂片短，凹陷部分呈半圆形，大型淡褐色的孢子囊群突出，上缘形状与壮丽鹿角蕨（Platycerium grande）相似，但更接近肾形，首次将它作为一个新种进行处理（图3左）。此外，他还将Wallich 1826年在伊洛瓦底江流域和1827年在缅甸Martaban（现位于Mottama）采集的标本指定为该新种发表的凭证，并在原稿中绘制了线描图（图3左），将其命名为Platycerium wallichii。属名“Platycerium”是由“Platy-”和“-cerium”组成，其中“Platy-”有“扁平的”之意，而“-cerium”则为“角状结构”，合起来就是“扁平的角状结构”，种加词“wallichii”则是纪念Wallich的采集贡献。时至今日，当年Wallich在缅甸采集的标本仍保存在邱园植物园（K）和英国自然历史博物馆（BM）中（图3右），这为后续的研究提供了宝贵的材料。虽然鹿角蕨被描述并发表了，但它的系统位置也是几经变更，近年的研究将它放在了水龙骨科（Polypodiaceae）鹿角蕨属（Platycerium）。图3：鹿角蕨原始文献和模板标本。左图：原始文献；右图：合模式（BM001038346，图片来源于英国自然历史博物馆）。鹿角蕨属是水龙骨科和禾叶蕨科植物（polygrammoid ferns）中为数不多的泛热带分布的类群，共包含15-18种，其中非洲和马达加斯加州分布有6种，8-11种分布在亚洲热带和亚热带地区、马来群岛和澳大利亚，南美洲仅分布有一种。它们主要附生在树上，有时也会附生在岩石上，通常生长在比较开阔的地带。中国作为鹿角蕨属分布的北缘，仅在云南分布有鹿角蕨一种。受人为干扰的影响和栖息地的破坏，鹿角蕨的野生居群遭到了较为严重的威胁，野生个体数量急剧下降。《中国生物多样性红色名录》将其评估为极危等级（CR），《国家重点保护野生植物名录》将其列为国家二级重点保护。此时，很多人可能会纳闷，既然鹿角蕨如此濒危且受到相关法律法规的保护，为什么市场上还是经常能看到鹿角蕨的存在？这里可能需要做一个简单的说明。在我国受保护的仅鹿角蕨（Platycerium wallichii）一种，它也被称作绿孢鹿角蕨，而市场上流通的“鹿角蕨”通常是指鹿角蕨属的植物，如：二歧鹿角蕨（Platycerium bifurcatum，图4A）、皇冠鹿角蕨（Platycerium coronarium）等以及它们的品种。还有一个值得注意的点：所谓的保护都是针对野生植物，而人工培育的栽培品种并不在保护的范畴，这也是我们能在市场上看到不少的珍稀濒危植物的原因。当然，如果贩卖的是野生保护植物，这还是“很刑”的。图4：鹿角蕨属植物（部分）。A：二歧鹿角蕨Platycerium bifurcatum；B：象耳鹿角蕨 Platycerium elephantotis；C：东非鹿角蕨Platycerium alcicorne。二歧鹿角蕨、象耳鹿角蕨（Platycerium elephantotis，图4B）和东非鹿角蕨（Platycerium willinckii，图4C）等（图4）。遗憾的是鹿角蕨本种在一次展出后“香消玉殒”了。当然，如果想看“鹿角”，其实二歧鹿角蕨的特征更为典型。二至五回叉裂的能育叶与鹿角不能说一模一样，那也是相差无几。那我们应该如何进行区分呢？最直观的区分就是：鹿角蕨孢子呈淡褐色，叶脉呈密网状，而二歧鹿角蕨的孢子为暗褐色，叶脉不为密网状。此外鹿角蕨正常能育叶片狭长，基生不育叶小，而二歧鹿角蕨则刚好相反。来源：华南植物园

2025-03-27

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