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不同物种为何会名字相同?
虽然生长在不同区域,但当不同物种面临相同或相近的选择压力时,便演化出了相同或相近的形态性状、次生代谢产物等特征,容易产生“同名异物”的现象
丁香,我国北方地区常见的木本观赏芳香植物,性喜冷凉,耐寒耐旱,主要分布在黄河以北,西南地区也有分布。在我国海南和广东等地,也有一种“丁香”,常常出现在超市货架上,被人们用作烹饪调料,此丁香性喜热带海洋性的湿热气候,在西南太平洋和印度洋地区被广泛栽培。
南丁香北丁香,其实是不同的物种,而且亲缘关系较远。北丁香属于木犀科丁香属,而南丁香又叫丁子香,属于桃金娘科蒲桃属。
一南一北,习性迥异的物种,为何都被称作“丁香”呢?因为它们的花冠宛如“小钉”,管状中空,且花香馥郁,也就是说,存在相似的形态性状。
不同物种为何会形成相同或相似的形态性状?这是因为,虽然生长在不同区域,但当它们面临相同或相近的选择压力时,便演化出了相同或相近的形态性状、次生代谢产物等特征,这也被称为“趋同进化”。比如,我们熟悉的多肉植物,它们可以是不同物种甚至不同科属,但因生活在干旱的环境,都演化出能够储存水分的多肉组织。
因此,在为物种命名的过程中,不同地域的人们根据眼前观察到的物种,再进一步总结规律,当它们具有相同或相近的形态、功效等,便容易产生“同名异物”的“默契”现象。
其实类似的情况不少。从美洲传入我国的“番木瓜”,也就是我们常吃的水果“木瓜”,果实形状很像我国本土物种、早已在我国北方地区扎根并被人们熟识和开发利用的“木瓜”。我国本土木瓜生长在温带地区,果实木质化程度较高,坚硬难以直接食用,但可以入药,还是优良的观赏树种。新来的物种漂洋过海来到我国南方,形似“木瓜”又需要区分,就被冠以“番木瓜”的名号。
此外,原产南美洲的西红柿又叫番茄,在我国东北地区被叫作洋柿子甚至直接叫柿子,皆因它们的果实在外形上与茄子或柿子相似。
日常生活中,当我们面对同名植物的时候,切不可先入为主。一些同名异物的植物中,有的能食用,有的不能食用,甚至有毒;有的常见,有的是濒危、受国家保护的物种。如何准确区分它们呢?
事实上,每个物种都拥有一个类似身份证号码一样独有的学名。根据“林奈双名法”:物种的学名由拉丁文组成,完整引用时还须在名称后加命名人姓氏和命名时间,一般情况下可省略。比如,“丁香”就是一个俗称,它是丁香属近20个种以及栽培品种的泛称,如红丁香、紫丁香、北京丁香等。根据学名和标准中文名,可以更方便准确地查找资料,便于进一步了解和区分不同物种。
(作者:赖阳均,系尊龙凯时人生就是搏z6com植物研究所、国家植物园助理研究员)
2023-08-24
城市人要找回“微生物”老朋友
“人类最早期是从丛林中走出来的,后来又从农村走向了城市。在这个过程中,我们身上带着很多看不见的老朋友——微生物。然而,在进入城市后,室内生活的增加使得人类与自然的接触大大减少,我们身上的微生物与自然界微生物的交换机会也大大减少,这不可避免地会带来一些健康问题。”近日,在中国城市百人论坛2023年会暨青年论坛上,尊龙凯时人生就是搏z6com院士、尊龙凯时人生就是搏z6com生态环境研究中心研究员朱永官指出。
朱永官认为:“未来要重新定义城市。城市绿色空间的构建,应强化基于自然的解决方案,突出自然和人工的有机耦合,实现良好的微生态循环。”
他的研究团队曾在城市里的商场地面、电梯扶手等区域做过大量采样,发现其中绝大部分的微生物来自人类。“2020年一项来自英国学者的研究提出,人类身上的微生物不断在人口高度集中的环境中循环,会带来一些健康问题,比如传染病的暴发。”朱永官说。
会上,朱永官讲起其合作伙伴的一项研究,芬兰赫尔辛基大学的研究者将森林中的土壤、自然草皮等搬到了赫尔辛基市中心的幼儿园里,经过一段时间的培养,他们发现,幼儿皮肤的微生物多样性明显增加,同时与幼儿免疫力的提高呈线性关系。
“这表明,通过调控人居环境微生物的组成,可以有效改善人体免疫力,帮助我们构筑一道更加健康的免疫屏障,应对健康问题。”朱永官说。
近年来,国内不乏基于自然解决方案修复生态环境的事例。重庆广阳岛曾被规划为商业用地,岛内生态环境遭到严重破坏。自2017年开始,在摸清本底资源、尊重本底水文特征基础上,广阳岛以自然恢复为主、人工帮扶为辅,实行最小干预,探索生态修复。如今,岛上不仅盛开油桃花、柑橘花等,还全年轮种水稻、油菜、高粱等农作物。
“把庄稼地放到公园里,既有生产功能、生态功能,又有观赏功能、科普功能。大家闲暇时去待两三个小时,身上的微生物就会发生改变。”朱永官说,即便是利用城市的边边角角来构建绿色空间,如“垂直森林”“立体农业”等,也能够明显稀释以人类自身微生物为主的微生物体系。
“现在有些设计师逐渐开始用苔藓、地衣等作为装饰品,进行城市设计、室内家装设计,这种把活生生的生命带到人们生活中的做法,不仅在视觉上更加美观,更重要的是帮助我们优化和改善了肉眼看不到的微生物世界,这对于整个生态系统的设计非常重要。”朱永官说。
朱永官还指出,构建城市绿色空间、对城市微生物进行干预,还有助于营造更好的生物多样性栖息地,更好地应对城市热岛效应,同时提升城市应对气候变化的水文调控能力及城市生态系统的固碳能力。
2023-06-14
谷子:首个拥有“天书”的杂粮作物
1万多年前北京门头沟的先民们吃的主食是什么?4000多年前的青海人用什么做面条?6000年前中原人口第一次大幅增长是因为什么作物?
考古证明,答案都是谷子,也就是人们俗称的小米。
近日,《自然-遗传学》在线发表了中国农科院作物科学研究所研究员刁现民团队在全球首次完成的谷子高质量图泛基因组图谱。该研究不仅从基因组水平证明了中国是谷子唯一起源地,而且创制了谷子图基因组精准高效育种方法,为培育突破性品种打下了理论基础、提供了技术路径。
尊龙凯时人生就是搏z6com遗传与发育生物学研究所研究员、尊龙凯时人生就是搏z6com院士李家洋指出,这是杂粮领域第一个高质量图泛基因组,对未来育种应用有特殊的重要性。这一成果不仅是谷子研究的又一个里程碑,也是对“小作物,大作为”的最好诠释,并将给其他作物研究带来重要推动作用。
谷子的身份变化
谷子隶属禾本科狗尾草属,是世界上最古老的驯化作物,也是亚洲/中华农耕文明形成的主体作物。
考古发现最早的谷子出现在北京市门头沟区的东胡林遗址,距今1.15万年。而欧洲的谷子没有早于3500年前的。
论文通讯作者刁现民告诉《中国科学报》,在高投入(水利、化肥、农药)农业生产系统到来之前,谷子在农耕文化中长期占据主粮地位。
夏商到魏晋南北朝,谷子在粮食中一直占据首要地位。特别是魏晋南北朝时期,南方谷子得到空前发展,达到历史繁盛顶点。隋唐时期,谷子进入第一次衰退期,稻麦地位上升,取代了谷子的传统地位,形成南稻北麦的格局,但谷子仍是当时的核心农作物。
近代以来,随着小麦、水稻等作物绿色革命的突破,谷子作为主粮的优势被逐步削弱。“实际上谷子由一种大作物变成小作物仅仅是近40年的事。”刁现民说,黑龙江在新中国成立初期是全国最大的谷子种植省。1978年,黑龙江省的谷子种植面积已达2000万亩,而现在全国谷子种植面积总共才2000万亩。
不过,谷子的籽粒——小米营养价值高,这使它成为深受人们喜爱的杂粮。
近年来,随着气候变化、农业可持续性及粮食安全问题的日益显著,科学家对具有耐旱、耐瘠薄、环境适应性强、易转化和易实验室操作等特点的谷子,寄予了新的希望。
刁现民从1987年开始从事谷子研究,至今已收集了20多个种1500多份狗尾草属材料。“我国的谷子农家品种和育成品种是世界上最丰富的。农家品种大概有2.7万多份,育成种水平在国际上是最领先的。”
刁现民说,要想更好地利用这些材料,必须对谷子基因型和表型进行精准鉴定。“现在谷子和其他大作物相比,产量水平仍然很低。谷子在不浇水、不施肥的情况下一般亩产为250公斤~300公斤;典型的高产田块有水、有肥的,最高产量达700公斤。这主要是因为我们对谷子的野生种、农家种、育成种的群体结构、演化关系以及历史没有清楚的认识。”
这些问题包括谷子基因组变异水平不是很清楚,特别是在结构变异上没有什么信息;资源表型鉴定记录信息不完整;在谷子的驯化和育种过程中,究竟哪些基因、哪些区段、哪些位点经过了选择,也不清楚。“这都需要我们更深入地研究。”
绘制第一部杂粮“天书”
“现在发表的这项研究其实是上述大工程的一部分,是副产品,并不是短时间内决定去做的,而是随着研究的深入、技术的进步,与育种和生产需要整合起来、长期积累得到的研究成果。”作为国家谷子高粱产业技术体系首席科学家,刁现民希望彻头彻尾地搞清楚谷子这种作物,并在此基础上培育出更好的品种,让谷子在粮食系统中发挥应有的作用。
正因如此,谷子成为了杂粮里第一个拥有图泛基因组的作物。
所谓泛基因组是指一个物种全部的基因信息,而图基因组则包含了一个物种基因组中所有的结构变异。也就是说,图泛基因组是利用目前科学技术所能绘制的一个物种最清晰、最详细、最全面的基因组信息,相当于物种基因组的“天书”。
刁现民团队对谷子野生种、农家品种和现代育成品种等1844份核心种质资源群体进行解析,从头组装了110个谷子和狗尾草高质量基因组,绘制了首个狗尾草属基因组变异图谱,认识了谷子资源变异的基本情况,系统解析了谷子驯化和改良过程中的基因组变异。
论文共同第一作者、中国农科院作物科学研究所博士后贺强介绍,利用核心种质——1844份谷子、狗尾草的高倍重测序,可将狗尾草属的物种清晰地聚类。其中,狗尾草分为4个亚群。而狗尾草驯化成谷子,形成春、夏谷子亚群之前,还有一个更为古老的亚群C3,该亚群地理分布更广、环境适宜性更强,对未来谷子环境适宜性改良具有重要意义。
中国农科院作物科学研究所研究员、中国工程院院士刘旭说,这从遗传学上肯定了谷子单起源中心,即中国起源中心的理论,是利用新技术进行资源研究的典型代表。
不仅如此,他们还研究了谷子是如何驯化改良的。贺强介绍,他们总共鉴定出4582个和谷子驯化有关的结构变异、152个和谷子育种改良相关的结构变异,并鉴定出680个在驯化改良中持续被选择的结构变异相关基因,其主要富集在生殖、光周期、色素及氮利用等代谢途径上。
2023年是国际小米年。联合国粮食及农业组织认为小米理应获得重视,并在人们的膳食结构中拥有一席之地,因为小米能为其他作物所不能为,可以在恶劣的气候条件下生长,促进解决粮食短缺问题;有助于健康膳食;具有气候韧性;在增进小农生计上大有可为;小米贸易可以增进全球粮食体系的多样性;在治疗和制药等领域的创新用途众多。
刁现民认为,发表谷子的图泛基因组图谱,是中国科学家对国际小米年最好的支持。
建立育种大数据库
仅绘制图泛基因组,就已经是一项庞大的工作。然而,刁现民团队并没有止步于此。
“与别的工作做得不一样的地方是,我们进行了大量的表型鉴定。”刁现民说,他们依靠17家单位在全国13个地方进行了680个材料10年22个环境的基本农艺性状的调查,是真正的多年、多点实验数据。
“我们不仅调查了株高、穗长、分蘖数、穗粒重这些常见的性状,还研究了萌芽期、苗期、全生命周期的抗旱性,落粒性、米色、籽粒的品质性状等,形成了68个性状、226组表型数据,实际上就是个表型组。”刁现民说,他们重点做了与育种有关的、更实用的性状鉴定。例如,他们在新疆做了3年全生育周期的抗旱性调查,在山西做了3年萌芽期的抗旱性调查,在河北衡水做了苗期的抗旱性调查。
更重要的是,他们还把图泛基因组和表型组这两个大数据进行了对接,一共发掘了1084个表型相关的位点,其中结构变异占到了5.8%。
论文共同第一作者、中国农科院作物科学研究所副研究员汤沙告诉记者,在没有图基因组之前,是看不到基因组里的结构变异的。然而,谷子的一些重要农艺性状,如淀粉、开花期和穗重等,却是结构变异基因决定的。
“有了这些基因及其信息,我们就可以建立一个分子育种模块。这些信息给基因型、表型相互估算以及靠基因型估算表型提供了一个方法,这就是全基因组选择育种。”刁现民说,这是一个数据库,可以从中知道某一个性状的最优基因是什么。有了这个家底,以后在育种中就可以把好的基因聚拢在一起,为未来的育种提供分子和表型基础。
“这让我们更清晰地看到了基因组结构变异对发掘基因功能的重要性。”中国农业科学院作物科学研究所研究员、尊龙凯时人生就是搏z6com院士钱前说。
尊龙凯时人生就是搏z6com分子植物科学卓越创新中心主任、尊龙凯时人生就是搏z6com院士韩斌说:“该研究中全基因组选择的表型预测准确度超过90%,使我们看到了全基因组选择在谷子育种中的应用潜力。我认为该研究不仅是谷子也是作物领域中‘泛基因组-数量遗传-育种’的经典之作,对未来作物遗传改良具有重要指导意义。”
来源: 中国科学报 李晨
2023-06-14
有些植物全身都是宝,而芋头,全身都是毒......
在中国,一般只用一个字就可以称为的作物,都是栽培食用历史悠久的植物,而且很多是中国原产的种类,芋也不例外。
芋名的来历
芋这个字的来源说法很多,被各个典籍引用最多的是《说文解字》中的说法——“大叶实根,骇人,故谓之芋也”;徐锴对其的解释是“芋犹言吁,吁,惊辞也。故曰骇人。”也就是说,古人见到了粗枝大叶的芋非常惊讶,不自觉的发出了“吁!”的感叹,芋因此而得名。
芋有多大呢,看 | wikipedia
而芋的拉丁学名中,属名来自罗马人对它的称呼colocasia——源自亚洲的芋头早在罗马时代就传入了欧洲,甚至发展出了好几种食用方法;它的种加词esculenta昭示了它生来被吃的命运。
不过这也说不上悲惨,归功于它食用价值极高的特点,芋从很早以前就走遍了亚洲南部,现在早已占领全世界的热带亚热带地区。
油炸芋头|Pixabay
芋的品种
从芋名字的来源能发现,芋有非常悠久的栽培历史,这样的植物种类通常有食用位值不同的品种,芋当然也是其中之一。中国北部和中部种植的基本上都是多子芋,这类品种母芋食用价值不高,然而植株极易分檗,母芋旁会长出很多子芋,食用的部分就是这些子芋。
多子芋,形状大头朝上(大魁芋形状为纺锤形),可以看到小芋头分檗的方式 | 余天一
子芋讲究的就是鲜嫩多汁,所以生长得过大纤味过多口感会逊色很多,因此南方菜市能见到的小芋头比较小,这样的芋头做诸如葱烧芋艿、桂花糖芋苗等非常考验食材本味的菜肴才足够好吃。
葱烧芋艿 | 豆果美食@ cici0525
不过北方的菜市场是如此之惨淡,小芋头大小不一且大多已经过老,很难碰到有大小合适的,所以更多是随意煮熟或蒸熟之后蘸糖吃。
芋头蘸糖 | 图虫创意
而南方栽培的芋头主要还有大魁芋。这类品种子芋的产量很小,而母芋长得很大、呈纺锤状、叶痕明显;芋肉粘液少,淀粉含量高水分少所以偏粉质,口感松软。而且大魁芋很多品种具有非常浓郁的香味,比如著名的荔浦芋头(槟榔芋),由于味道极香,南方常称之为香芋。
荔浦芋头 | 图虫创意
不过,“香芋”这个名字常常会引起一些混乱。甜品店里常见的“香芋味”,其实来自薯蓣[yù]科薯蓣属的参[shēn]薯(Dioscorea alata),跟山药是亲戚。这种植物的块茎带有淡淡的香草气味,而且肉心是紫色的,比芋头更符合我们常说的“香芋紫”。
而当芋头出现在甜品店里,人们还会习惯性地加入紫薯给它调色,例如香芋派和芋圆。
香芋派也是芋做的呀 | 余天一
甜党咸党争相爱戴
不管是多子芋还是大魁芋(香芋),它们产出的芋头都是难得的甜咸均可的食材。无论你是甜党还是咸党,大概都不能否认:芋头不管是做成咸味的菜肴还是甜品都非常好吃。
多子芋做成葱烧芋艿滑润,做成糖芋苗香嫩;香芋可以和肉类的味道相得益彰,传统菜肴如香芋焖鹅、香芋扣肉,飘香十里;也可以做成香芋糖水甚至香芋派,那种甜香能带给人满满的幸福感。芋头也可以和红薯粉或者木薯粉做成台湾传统小吃芋圆,口感软糯,和各种甜品冰沙都能搭配。
甜党的糖芋苗 |豆果美食@炫色鸾树z
咸党的香芋扣肉 | 图虫创意
还有芋圆 | flickr shang-y
有毒却难以放弃
芋的食用部位主要是它的块茎,它的块茎富含淀粉,在日本“芋”(いも)这个字就泛指所有植物物种富含淀粉的块茎块根。不过在多芋的地区,人们对它的各个部位也一点也不放过——即使芋全株都有毒。
在云南的菜市场常常能见到芋花,虽说是花,其实是一整个花序;和海芋属(滴水观音)不同,芋属花序的佛焰苞(如图,顶端黄色的部分)不会完全打开,所以看起来是细长的一条。这是一种吃起来很有风险的食材——芋花的毒性可能是芋头全株中最强的,不熟悉处理方法很容易中毒。
芋花,紫色的是花序梗,黄色的是半闭合的佛焰苞 | 余天一
生的芋的块茎——芋头也是多少带有毒性的,其毒性物质主要是草酸;现在我们能见到的芋头品种草酸含量都不多,而且可以通过长时间浸泡或加热使大部分草酸被去除;但是,在处理食材时,汁液中的草酸还是会使我们与其接触的部位发痒发红,没有完全做熟的芋头吃起来也有会麻舌头。所以,我们在处理芋头时,最好戴上手套或采取一些保护措施。
图 | wikipedia
其实,芋头所在的天南星科绝大多数物种都有毒,这样的毒性可以保护它的植株尤其块茎不受到伤害。不过,由于这个科的很多物种都具有充满淀粉的块茎,这样的营养来源正是我们的祖先所需要的——毒性对于人类来说从来都不是问题,现在很多地区的人们依然在取食有毒的植物(比如神奇的大云南);所以人类依然想尽办法把这些毒物送上了餐桌。
图 | wikimedia commons
野生的芋(野芋Colocasia esculentum var. antiquorum)毒性很大,就连本草纲目都记载“野芋大毒,不可啖之”。不过,经过了千百代的选育,如今食用的芋头品种毒性已经非常低了。类似的还有魔芋属的植物,野生的魔芋种类大多毒性比较强。
天南星科盛产有毒植物,同时也盛产叶子面积大的物种,魔芋(左)和芋(右)的叶子都非常大 | 余天一
作者:余天一
来源:物种日历
2023-05-08
大马士革玫瑰是玫瑰吗?不是!甚至也不是月季
说起大马士革,更多人想到的可能不是叙利亚的首都,而是大马士革玫瑰。
大马士革玫瑰可以说是最著名的“玫瑰”之一了,玫瑰精油、大部分美妆产品里的玫瑰香气,都来自于它。但现在,大马士革玫瑰的最大产地,却已经不是叙利亚了。
大马士革玫瑰,不是玫瑰
中亚的人们认为,香气馥郁的大马士革玫瑰(Rosa × damascena)是代表先知穆罕默德的花。抛去宗教的因素,大马士革玫瑰的确是辛勤聪颖的中亚人培育出来的。
大马士革玫瑰|H. Zell / Wikimedia Commons
它由来自中欧的古老的法国蔷薇(R. x gallica)和麝香蔷薇(R. moschata)杂交而成;根据近年来分子研究的结果,腺果蔷薇(R. fedtschenkoana)的基因亦有贡献。这三者的分布区不重叠,能够得到杂交后代,大约是通过人类的努力。
但从杂交亲系也看出来了,大马士革玫瑰准确来说并不是玫瑰,它应该被称为大马士革蔷薇,或者突厥蔷薇。
这里又不得不再提一下玫瑰、月季、蔷薇家族的混乱称谓。月季、蔷薇、玫瑰这三者,指的是蔷薇科蔷薇属的不同成员。“玫瑰”一词原是指红色的美玉"火齐珠",后来以此指代开鲜艳红花、香气浓郁的R. rugosa;
真·玫瑰|Letartean / Wikimedia Commons
“蔷薇”则复杂一些,最初作“墙薇”、“墙蘼”,是指其倚墙伴生的攀援茎,“薇”、“蘼”则是指其茎叶纤弱之态;
多花蔷薇(Rosa multiflora)就是一种攀缘灌木|Σ64 / Wikimedia Commons
“月季”的名称得来则更晚,以其花期长、“月月开花”而得名,香水月季更是打开了园艺月季的新世界大门,花店里的“玫瑰”基本都是它们。
在花店里见到的“玫瑰”,基本都是香水月季的杂交后代|Pixabay
不过,即便理清了这三个汉语词汇,也理不清纷乱复杂的蔷薇品种们。与现在常见的月季、蔷薇品种不同,法国蔷薇、大马士革蔷薇和下文即将提到的百叶蔷薇等,被称作“传统杂交蔷薇(Old Garden Roses)”,它们是18世纪之前就出现在欧洲花园中的蔷薇品种,也为许多现代园艺品种的培育贡献过自己的基因。(至于现代品种,我只能说……告辞!)
蔷薇香味,从中东飘向世界
12世纪,东征的欧洲人将大马士革蔷薇从叙利亚带到了欧洲,这种植物也由此以大马士革命名。
最让大马士革蔷薇扬名全球的,是它的香味和玫瑰精油。玫瑰精油,或者说蔷薇精油,是蔷薇属花瓣的油性提取物。直到现在,品质最佳、使用范围最广的还是大马士革蔷薇的精油。
玫瑰精油|Naomi King / flickr
在介绍蔷薇精油的时候,总会提到它们如何珍贵。一些资料称,2~3吨大马士革蔷薇的花瓣才能得到1公斤的蔷薇精油,因此得称“液体黄金”。伊朗人研究了来自伊朗13个产地的40个大马士革蔷薇品种,出油率在0.15%~0.35%之间,不可谓不珍贵。
蔷薇精油中的芳香成分很多,主要包括苯乙醇、香茅醇、芳樟醇、香叶醇与橙花醇、乙酸香茅酯等,还有一些重要的微量成分,例如玫瑰醚、β-大马烯酮、大马酮以及β-香堇酮等。这些微量成分的相对含量只有大约1~2%,但它们具有浓郁、典型的玫瑰花香,与前面提到的各种醇类、酯类一起,构成了经典玫瑰香的“骨架”。
不同的产地会给大马士革蔷薇带来不同的“风味”。研究发现:产自黎巴嫩的蔷薇精油中,含量最高的是β-苯乙醇和十九烷;而保加利亚的精油中,含量最高的则是香茅醇和香叶醇。因此也有人总结:随着产地海拔升高和气候变冷,最终获得的蔷薇花油中,香叶醇和β-苯乙醇含量会降低,香茅醇的含量则会升高。
百叶蔷薇|Llez / Wikimedia Commons
除了中东的蔷薇精油,法国与摩洛哥的百叶蔷薇(R. × centifolia)也可以提取蔷薇精油,它的产物通常被称为法国蔷薇精油,作为大马士革蔷薇的“替补”。百叶蔷薇的芳香成分与大马士革蔷薇相似却不相同,相比之下,百叶蔷薇的精油被认为气息清甜,带有淡淡的蜂蜜味。
在我国山东、甘肃等地,还会用平阴玫瑰(R. rugosa cv 'Plena')及其杂交种苦水玫瑰(R. sertata x R. rugosa)来提取玫瑰精油——前面提到的都是蔷薇精油,而这种可以说是真正的玫瑰精油。平阴玫瑰和苦水玫瑰的出油率低,制成的精油在成分与香味方面都和大马士革蔷薇及百叶蔷薇的精油有一些差别,且因为缺少部分定香成分,所以留香时间短。因此也有学者认为,它们只适合用作食用香料。
拥有沙漠与鲜花的国度
大马士革城曾经拥有蔷薇,蔷薇则曾代表大马士革一路向西,征服绅士与淑女、国王与王后。
大马士革城与蔷薇拥有彼此,却从未被彼此束缚。现在,蔷薇已经在附近的国家落地生根,成为了伊朗的国花,也成为了保加利亚等的经济支柱;而大马士革城,则已经成为了“茉莉之城”。它们并没有扶持彼此走向未来,只是在历史的某一个时刻为彼此打下烙印,扭成结带。
在伊朗,采摘蔷薇制作蔷薇花水是每年5~6月的仪式|Mostafameraji / Wikimedia Commons
如果你曾在社交平台上看到将断壁残垣称为“叙利亚风”的内容,那么,这些一定是对叙利亚亘古以来最深的误解。
这个国度拥有沙漠与玫瑰、钢铁与石油,也拥有繁华璀璨的文明和艺术。叙利亚位于地中海东岸,是古代两河流域文明和古安纳托利亚文明、古埃及文明交会的地方。边境与走廊,总是兼祧着不同文明势力,各个强大的民族都曾在此角逐。
大马士革城是世界上最古老的、持续有人居住的城市,大约公元前8000年,大马士革已经有人居住。公元前12世纪,阿拉米人在此定都,修建了沿用至今的地下水道。随后大马士革迎来了希腊化、罗马帝国和阿拉伯帝国的时代,分别为亚述人、巴比伦王国、波斯帝国、塞琉西王朝和托勒密王朝占领,成为罗马帝国的文化中心和倭马亚王朝的政治中心。作为丝绸之路终点之一,大马士革也是英语“锦缎damask”一词的词源。
大马士革|Bernard Gagnon / Wikimedia Commons
无数的民族、国家、势力,熙熙攘攘地在这片土地争夺、创造和毁灭,直到大马士革的蔷薇馥郁了地中海的东岸,直到阿拉伯人将芬芳的花水和织花的锦缎带往欧洲,直到现在。
战争并不是这里的代名词,但战争一直在改变这里。
正如大马士革与蔷薇,从未改变,却一直在改变。
参考文献
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来源:物种日历
2023-05-08
给新物种起个好名字,都有哪些“套路”
飘拂黄精。印开蒲供图
刘承钊于1940年在峨眉山采集的钊琴湍蛙标本,至今仍完好地保存于标本馆。成都生物所供图
2021年3月,一个以中国学者为主的研究团队发表了对我国银环蛇物种进行厘定的文章,并描述了一种以前未被发现的剧毒蛇——“素贞环蛇”(Bungarus suzhenae)。
素贞?没错,就是传说中的“白素贞”。为什么叫“素贞”?因为该蛇身上有许多白色横纹,在蛇界中与“白蛇”形象颇为相近,让科研人员不禁联想到那个家喻户晓的神话故事。
但素贞之所以被称为“素贞”,还因为“毒”。曾有两位蛇类研究人员误将“素贞”认成其他环蛇,因不注意被咬,导致一死一伤。
让大家更好地了解这个物种、知晓它的“厉害”,是中科院成都生物研究所副研究员丁利将其命名为“素贞”的最主要目的。
给物种取名是门学问。当考察发现的某个物种被证实为新种,并即将通过期刊等方式正式公开“亮相”时,科研人员都会绞尽脑汁为其取一个响亮又“个性”的名字。
一个好的名字既是对新物种科学的描述,又是意义和精神的承载。它蕴含着科研人员的巧思,又常常令人脑洞大开。近日,《中国科学报》记者采访了多位植物领域和两栖爬行动物领域的学者,听他们说说物种命名都有哪些“套路”。
最理想的是“以特征为名”
在中国,通常情况下,“拉丁名+中文名”是每个物种的标配。拉丁名和所代表的物种是“一一对应”的关系,为国际通用的学名,一经认定便不能修改。而“首发”的中文名并不具备唯一性,以后可能还会出现其他名称。有的物种既有官方名字,也有民间叫法。
新物种的拉丁名,由“属名+种名”构成。“通常属名和种名是两个不同的拉丁单词,属名定义了该属物种的共性,而种名则标志这一物种在属内的个性。”中科院成都生物研究所助理研究员陈勤表示,有时属名和种名相同或相似,如眼镜蛇的拉丁名“Naja naja”。
科研人员给新物种取中文名多从物种显著的特征入手,简单明了。例如在四川峨眉山,有一种蛙因喉部声囊作用会发出如传说中仙姑弹琴的声音,便得名仙琴蛙。
“有的更加直接,如拥有特殊鳞片的闪鳞蛇、表面光滑的光滑爪蟾。整个臭蛙属,不用说,肯定就是因为‘臭’。”陈勤说,还有的物种天生擅长“cosplay”,如蛇蜥,因没有腿看着像蛇而得名,但其实是蜥蜴。
会发出“吱吱”声的不仅有虫还有蛙。在安徽黄山,因发音特殊,这种会“吱——”的蛙被当地人叫作“水吱”,后经中科院院士赵尔宓和两栖爬行动物学者吴贯夫发现后,将其命名为凹耳蛙(Odorrana tormota)。因为与其他蛙类的鼓膜紧贴在身体表面不同,凹耳蛙的鼓膜凹入头腔,具有与鸟类相似的外耳道。
“能够以物种形态或生态特征来命名是最理想的,如果行不通,从地名、人名、文化历史等角度也不失为好的方法。”丁利给物种取名的一大准则是,有趣、让人过目不忘。
以地方命名也很常见。3月,中科院成都生物研究所副研究员徐波及其研究团队发表了一种名为“卧龙报春”的新物种,为报春花科报春花属,因其模式产地在卧龙国家级自然保护区,故取名“卧龙”。
以神话传说命名的物种并非只有素贞环蛇。上古神话中,有一种龙首鱼身的螭吻,又称龙鱼,擅长吞火。螭吻颈槽蛇(Rhabdophis chiwen)就取自这个角色,因为该蛇类靠吃萤火虫积累毒素,用于抵御外敌,与螭吻的“吞火”特性相近。“当物种特征不能简明地体现于名字中,换一种思路取名说不定更形象。”丁利表示。
“奇遇”也能写进名字
新物种的命名,有时候还极具故事性,融入了一些主观色彩。
生态学专家印开蒲讲述了一个关于垂茎异黄精的故事。从名字上看,就知道其呈垂状。但科考人员第一次发现它时,是以“飘拂黄精”为其命名的。
故事要追溯到上世纪80年代初,中科院组织的横断山综合考察队在贡嘎山海螺沟进行植被调查时,临时驻扎在一个叫青石板的山沟。
某天早晨,考察队队长、植被生态学家刘照光醒后,到一棵树龄约四五百年的山毛榉科植物包石栎大树下“方便”。突然几滴露水从树叶上滑落,刚好滴在了他头上。他顿时清醒,下意识抬头看了看。
眼前这棵胸径1米左右、高约25米的大树枝叶密如华盖,阳光穿过树缝,金光点点。刘照光突然被头顶上一枝斜生树杈上悬着的约50厘米长的小草吸引。晨光下,它随风飘动。
摇曳中,这株植物显露出叶片腋下的白色钟状小花,如倒挂的铃铛。刘照光迅速在脑海中比对之前观察和研究过的植物,意识到这株小草很可能从未被科研人员发现、记述以及命名。他立即找来随队向导,用一根长竹竿将小草从树干上厚厚的苔藓中戳了下来。
向导告知,在当地这类植物被称为“飘草”。经过后续的鉴定和查阅,刘照光确定其为百合科黄精属新种,并根据对该植物自然状态的印象,和植物分类专家胡孝宏共同给它取了一个生动形象的名字——飘拂黄精(Polygonatum pendulum)。
向前辈致敬
新物种的命名,有时也承载着科研人员对前辈的敬仰和怀念。
去年8月,中科院成都生物研究所与江西农业大学联合发表了一个鼠李科植物新种——旱谷蛇藤。研究人员为其拟定的拉丁名为“Colubrina zhaoguangii”,以纪念和致敬在横断山区从事植被研究的刘照光。中文名则根据植物的特殊生境,取名为“旱谷”。
用前辈的名字为新物种命名,更被视为一种“传承”。
峨眉髭蟾,模式标本产于四川省峨眉山。它由我国两栖爬行动物学家刘承钊于1938年调查并采集记录,经过多年的文献研究、标本查考,最终于1945年定名为“峨眉髭蟾”,确定它为蛙类中的一个新属、新种,而这也是第一次被中国科学家记录下来的一个新属种。刘承钊以恩师博爱理之名,将该物种的拉丁名定为“Leptobrachium boringii”。
刘承钊在两栖爬行动物领域贡献卓越,他和同为动物学家的妻子胡淑琴在极其艰苦的条件下对待科研工作的精神深深激励着后辈。为了解决崇安湍蛙复合种的分类学问题,中科院成都生物研究所李家堂研究员团队曾与中山大学等单位合作,综合分子系统学和形态学等证据,将四川盆地周缘地区分布的隐存种描述为新种——钊琴湍蛙(Amolops chaochin)。新种中文名分别取“刘承钊”中的“钊”和胡淑琴中的“琴”,种本名“chaochin”是用两位名字英文拼写“Ch’eng-Chao Liu”和“Shu-Chin Hu”的末尾词合并而成(chao+chin),以此表达敬意。
来源: 中国科学报 杨晨
2023-04-06
冰天雪地,为何也有植物开花?
毡毛雪莲。牛洋摄(人民视觉)
雪层杜鹃。牛洋摄(人民视觉)
全缘叶绿绒蒿。牛洋摄(人民视觉)
为了在低温时仍然能开花,有的植物进化出了类似温室的结构,有的植物在体内产生抗冻蛋白,体现了植物对生存环境的适应。
梅花、冬樱花、杜鹃花……哪怕是冰天雪地,也有植物开花。都说春暖花开,可是冰天雪地中为何也有植物开花?
植物开花、展叶、结实等,都是对其生存环境的适应。在自然界,植物开花的目的是繁衍,实现自身基因的延续。在恰当的时节开花,能保证获得更大的生存优势。冬天开花的植物,也遵循这条规律。
梅花等植物冬季开花是对温度的一种适应,它们早开花、早结实,可以避开夏季的酷暑。春夏秋季,温度较高,昆虫、鸟类等动物较为活跃,更容易帮助植物完成花粉传播。然而,研究发现,即便是冬天,依然有蜂类、蛾类等传粉动物在活动,虽然这些动物数量相比春天、夏天要少,但此时开花的植物也少,冬季开花的植物得以躲开激烈的传粉竞争,成功实现繁衍。
事实上,在寒冷环境下开花,不是梅花等冬季开花植物的“专利”。在高海拔地区,雪莲、绿绒蒿、杜鹃等高山植物也能在冰天雪地中开花。这些植物在高山低温下开花需要有一套特殊的适应本领:由于常年低温,它们不得不进化出类似温室的结构,让花朵减少被冻坏的概率,实现种群延续。此外,通过增加不饱和脂肪酸和可溶性糖等物质的含量或者诱导低温抗冻蛋白,也可以避免细胞膜结构损伤和代谢紊乱。
冰天雪地,植物也可以开花,但并不能说越冷越好。实际上,不管是冬天开花的植物,还是高寒地区开花的植物,开花时节都存在另一条规律:往往是在初冬或者冬末气温略微回升时,几乎没有哪种植物的花朵在深冬时节盛开。其实,类似梅花、腊梅这些冬季开花的植物,遇到极端低温也无法顺利开花。并且,梅花、腊梅等植物为了防止冻伤,还进化出了先开花后展叶的特长,尽可能避免受到低温伤害,因为叶片的耐寒性不如花朵。
我们在北方可以看到的冬天开花的梅花、腊梅等植物,其实也是起源于冬天温度相对更高的南方地区。只是随着人类活动,一些更加耐寒的品种逐渐被引入北方。为了研究植物开花机制,科学家已经探索了上百年。开花时间反映了植物对外界环境的一种适应。温度和日照长度是影响植物在不同季节开花的主要环境因素,有些植物需要经历低温过程才会开花。研究发现,植物能通过感应温度、日照长度等环境信号的季节变化,在体内产生一种叫“成花素”的蛋白,从而诱导植物进行花芽分化和开花。
随着对植物开花调控机制认识的深入,如今我们可以通过调控生长环境、喷施植物激素等方法让植物在特定时间开花,甚至通过分子筛选等手段,不断选育出能在冬天开花的新品种。
(作者:张石宝,系尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所研究员,人民日报记者杨文明采访整理)
来源:人民日报
2023-03-13
种子库,守护全球生物多样性
核心阅读
种质资源关乎人类社会可持续发展。近年来,随着《生物多样性公约》《粮食和农业植物遗传资源国际条约》等相继实施、生物技术及其产业迅猛发展等,世界各国更加认识到种质资源的重要性,纷纷加强收集和保护工作。
去年12月举行的《生物多样性公约》第十五次缔约方大会通过了具有里程碑意义的“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”,提出反转生物多样性丧失曲线的宏伟目标,包括在2050年前制止已知受威胁物种的人为灭绝,所有物种的灭绝率和风险减少到原来的1/10。当前,分布于世界各国的各类“种子银行”,存储了地球上数百万物种的遗传密码,保护着地球生物多样性,守卫着粮食安全的底线,也为生物资源开发利用提供了重要平台。
保存绿色财富的特殊银行
据联合国粮食及农业组织估计,自上世纪初以来,世界已丧失约75%的农业生物多样性。在诸多应对措施中,分布于全球各地的种子库被视作保护物种多样性的“保险库”。在位于北京的中国农业科学院、挪威斯瓦尔巴群岛的北极永久冻土中、澳大利亚悉尼市远郊的安南山地区、英国南部的韦克赫斯特植物园等都储存着宝贵的绿色财富——种子。目前,全球已建成种子(质)库约1750座,共收集保存740多万份种质资源,绝大部分都以农作物种子为保存对象。
种子的科学储存一般包含自然采集、清洁、干燥、储存等步骤。在零下20摄氏度左右低温冷库中,种子可以存活几十年、几百年甚至几千年。种子库的建设一般需要达到较高安全标准,2008年启用的挪威斯瓦尔巴全球种子库建在距离北极点约1300公里的永冻冰山深处,常年维持零下18摄氏度低温。截至2020年底,该种子库已拥有来自世界各地的农作物种子超过107万份。它拥有独特的地理位置优势,为全球很多贮存机构的农作物种子提供备份保存。
近年来,不少国家更加注重野生植物种子的保护和研究。国际生物多样性中心和国际热带农业中心的报告指出:“对主要作物产量下降的预测表明,气候变化将对我们种植所需粮食的能力造成前所未有的压力。开发能够应对高温、干旱和洪水以及病虫害的作物品种,很可能是我们为适应气候变化所能采取的最重要步骤。”
中国西南野生生物种质资源库(以下简称“西南种质库”)研究人员杨湘云告诉记者,野生生物种质资源是培育新品种的资源宝库。比如农作物野生近缘植物蕴藏有抗病虫害、抗逆性等优良基因,通过杂交可以转移到栽培种中,从而提高作物产量,增强其应对气候变化等恶劣环境条件的能力。这些资源一旦消失,可能对人类社会可持续发展造成不可估量的损失。
英国韦克赫斯特植物园内的千年种子库是世界上最大的野生植物种子库之一,目前储存了来自100多个国家和地区的4万多种植物、24亿多粒种子,物种数占世界种子植物的16%。入库后的种子,每10年或20年检测一次萌发率。研究人员发现,有多达36%“极危”物种种子不适合通过低温脱水的方式保存,部分来自热带雨林等与种子库温湿环境差异较大地区的种子也无法耐受当前的保存环境,因此需要在更多地点,用更多方式来储存。
为种质资源保护贡献中国力量
中国以农业为主的种质资源库建设起步较早、成果丰硕,目前中国农作物种质资源长期保存数量超过52万份,保存总量居世界第二位。近年来,对于野生生物种质资源的保存也在中国获得长足发展。
走进中科院昆明植物研究所西园,循着起伏的道路登上园内海拔最高的元宝山山顶,就来到西南种质库的主体建筑。保存种子的冷库位于地下6米深处,双回路供电和备用大功率柴油发电机保障了特殊情况下的电力供应。截至2020年年底,这里仅植物种子就保存有10601种85046份,占中国有花植物物种总数的36%,已成为亚洲第一、世界第二的野生植物种子库。
依托西南种质库,昆明植物研究所启动中国野生植物DNA条形码研究,提出国际核心DNA条形码新标准,建立起庞大的植物遗传信息数据库,收录中国近万种重要植物12万个DNA条形码及其物种相关信息。DNA条形码利用基因片段对物种进行快速鉴定,不仅在生物多样性调查检测方面功能强大,还在食品安全、生物检验检疫、流行病学等领域有广阔应用前景。“中国是全世界1/10植物物种生存的家园,把中国的生物多样性保护工作做好,是对全球生物多样性保护的巨大贡献。”杨湘云说。
在昆明植物研究所的园子里,一棵树的纪念匾上写着:“保存今天的种子,留作明天的礼物。”2011年,来自13个国家和地区的17名代表在这里参加“种子保存技术”国际培训班,种下了这棵希望之树。目前,通过与世界混农林业中心等合作,西南种质库已收集保藏40多个国家的2000多份重要植物种子。
奥耶托拉来自尼日利亚,2017年在尊龙凯时人生就是搏z6com与发展中国家科学院院长奖学金计划支持下,他来到西南种质库攻读博士学位,目前以博士后身份在此工作。“老师和同学们组成了紧密联系的研究团队,我在这里的收获很大。”他告诉记者,尼日利亚拥有多种地形和红树林、湿地、雨林、草原等不同生态系统,将来他学成回国后将为非洲生物多样性研究和保护作出更多贡献。
携手编织物种多样性保护网
守护种子安全是人类的共同任务。分散在世界各地的种子库通过种子交换、经验交流等,携手编织物种多样性保护网。
英国千年种子库与97个国家和地区的260个机构建立了合作伙伴关系。记者在其实验室外的白板上看到几行手写的公告:“我们收到来自赞比亚、巴西、马达加斯加的新种子,并有来自中国从事种子保护项目的研究人员参观访问。”据介绍,自2013年以来,千年种子库的技术人员帮助开发了7家新的国际种子库。这使得一些珍稀植物种子有了储存的备份,给这些物种上了多重保险。
2022年3月,哥伦比亚宣布成立世界最大的热带作物基因库,命名为“未来种子库”,主要收藏豆类、木薯和热带牧草等。它由国际生物多样性中心和国际热带农业中心管理,拥有来自100多个国家和地区超过6.7万个样本。据悉,这里还将利用基因组学、大数据、无人机和人工智能等技术,加速开发适应气候的作物。
新加坡植物园种子库于2019年建成,可以存放2.5万种植物种子,相当于东南亚一半的植物品种。种子库面向公众开放,专门介绍存放种子的类型、存放过程等,帮助公众了解种子及生物多样性保护的重要意义。
种子库对于全球范围内的生态修复意义重大。《科学》杂志网站日前刊登的文章指出:“如果没有足够的种子供应,全球生态恢复努力就有失败的风险。”文章呼吁各方共同努力,分享知识和资金,建立数量充足的种子库,以解决生态系统恢复过程中种子供应短缺问题。
来源:人民日报
2023-03-13
昆明植物所种子博物馆展示自然世界丰富多彩和生物多样性
图①、图④、图⑤、图⑥:分别为体式显微镜下拍摄的软荚红豆种子、乌桕种子、黄杞种子、大王马先蒿种子。
图②:中国西南野生生物种质资源库中保存在冷库中的种子。
图③:种子博物馆中的“希望”组培苗装置。
图⑦:尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所的科研人员在植物离体库内观察保存的离体培养物。
图⑧:航拍“扶荔宫”生物多样性体验园。
图⑨:种子博物馆内的亚克力种子墙。
图③图⑧图⑨为徐俊摄,图①图②图④图⑤图⑥图⑦由尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所提供。
图表数据来源:中国西南野生生物种质资源库、《关于进一步加强生物多样性保护的意见》
在素有“植物王国”“物种基因库”美誉的云南,有这样一座特殊的博物馆——种子博物馆。种子博物馆位于尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所“扶荔宫”生物多样性体验园内,是我国第一座以野生植物种子为主题的博物馆。
眼前的这面种子墙,可以说是博物馆内最为亮眼的展品:2040根亚克力柱子中,盛放着色彩斑斓、形态各异、大小不一的植物种子。整齐排列的种子墙犹如一幅巨型画作,让人得以一窥植物的奥秘。
种子的出现,是植物演化史上的一个重要里程碑。迈过高山、远渡重洋,种子以其独特的生存模式跨越时空、散播全球,帮助植物成为现今地球表面绿色的主体。
小如尘埃的斑叶兰种子,5万粒只有0.025克;而世界上最大的种子塞舌尔海椰子,却重达20公斤。经过数亿年的演变,种子才形成了现在这样多样的外表和精妙的内部结构。站在种子墙前静静观赏,这里既有熟悉的松树、银杏等树木的种子,也有水稻、小麦、茶叶、咖啡等与我们日常生活息息相关的作物的种子。在香料墙上,146个展示台既陈设着我们常见的辣椒、花椒、八角等香料种子,还有姜味草、糯米香等更有特色的作物种子。不同种子、万千变化,展示的是自然世界的丰富多彩与生物的多样性。
五颜六色的瓶子静静悬挂,各式各样的植物在瓶瓶罐罐中生长开花。“希望!”尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所昆明植物园副主任牛洋说,“这是这组装置的名字。200多个瓶子,展示了56种濒危或具有科研、经济价值的植物离体材料。”组织培养是保存生物种质的有效方式,适当的培养基、光照和温度,可以令植物在瓶瓶罐罐中生长甚至开花,并保持与母体一致的遗传信息。牛洋介绍:“有些种子比较小,在野外也很难收集,从种子到育苗的过程非常困难,我们就通过这样的形式对它们的种质资源进行保存。”
当然,种子博物馆并非种子实际的保存方式。博物馆的展陈主要用于科普,展示种子的多样性以及种子与人类的关系。更多宝贵的种质资源,珍藏在尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所内的中国西南野生生物种质资源库中。
种质资源的保存是保护生物多样性的重要手段。尊龙凯时人生就是搏z6com昆明植物研究所研究员李德铢说,种质资源的狭义概念是具有生命力或再生能力的遗传资源。中国西南野生生物种质资源库建成后,相当比例的珍稀濒危、特有物种的种子已经入库。当一个物种濒临灭绝时,我们就可以启用这些种质资源,使该物种的安全得到保障,从而保护生物多样性。
目前,中国西南野生生物种质资源库是全球第二、亚洲最大的野生种质资源库。在这里,有一支专业的种子采集队伍。从荒漠戈壁到热带雨林,从世界屋脊到峡谷平原,种子采集员们的足迹遍布全国。为了采集和保存珍稀濒危和有重要经济价值、生态价值、科学研究价值的植物种子,他们必须跋山涉水,每年都有大半时间是在野外度过的。截至2021年底,中国西南野生生物种质资源库已保存我国野生植物种子10917种87863份。
种子代表生命和希望,保护种子就是保护未来。在当今生物多样性受到严重威胁的情况下,种质资源的保护和利用显得尤为重要。正如博物馆解说词中所言:“只有依靠大自然的巧夺天工,以及人类的理性和科技的进步,我们才有可能继续驾乘生命之舟,驰向浩瀚的宇宙,谱写生命的奇迹。”
最大和最小的种子是什么
最大的种子是塞舌尔海椰子,重可达20公斤。海椰子外观呈椭圆形,长约50厘米,宽约30厘米,是世界上最大的植物种子。海椰子生长发育极慢,种子播种后需2—3年才能发芽,25年才能开花、结果。雌株的花朵在受粉两年后才能结出小果实,果实需要8—10年时间才能成熟。海椰子作为生物进化遗留下来的活化石,因其稀有奇特而弥显珍贵,现仅存在于非洲东部塞舌尔群岛的普拉兰岛。
最小的种子是斑叶兰的种子。人们常用芝麻来比喻“小”,5万粒芝麻的种子重约200克,而5万粒斑叶兰种子却只有0.025克,在显微镜下才能看清楚。斑叶兰的种子构造非常简单,只有一层薄薄的种皮和一个尚未分化的胚,故其生命力不强,容易夭折。为弥补种子质量不高的问题,斑叶兰会产生出数量惊人的种子,通常一个蒴果内的种子就数以万计。这些种子轻似尘埃,随风飘扬,到处传播,所以终有一些种子能找到适合的地方,生根发芽。
种子是如何长期保存的
对野生植物的种子,科研人员会优先收集濒危物种、区域特有种和具有重要经济价值的物种。每份种子最少采集2500粒,最佳采集1万粒。对于耐脱水耐储藏的种子,采集后将其置于空气相对湿度15%、温度15摄氏度的初干燥间摊晾阴干。在去除杂质,完成质量检测(得到饱满率)、数量估算之后,再次放到主干燥间干燥脱水至5%左右的含水量。最终,种子在干燥间中用合适的容器密封包装,放到零下20摄氏度的冷库内保存,大部分种子在这里可存活几十年甚至上千年。
离体保存也是保存生物种质的有效方式。有些种子难以常规低温干燥保存,还有些植物很难收集到种子,这时可以选择尚有活力的胚、叶片或茎尖等进行组织培养,通过试管苗及其他微繁殖体或培养物对野生植物进行离体保存。
我国最“老”的种子多少岁
上世纪50年代,我国科学工作者在辽宁普兰店一个干涸池塘的泥炭层里发现了埋藏上千年的古莲种子。种子经培育后,依然能正常开花结籽,这是目前我国已知自然条件下寿命最长的植物种子。
它为何如此长寿?据了解,莲的果皮坚韧且厚,抗压性较强,能对种子起到保护作用。此外,在果皮表皮下,还有一层能有效防止水分进入的栅栏组织。幼果果皮气孔下原本进行气体交换的气孔道,在果实完全成熟后,也会缩小并封闭,从而使果实变成一个密封舱,实现有效保护。
来源:人民日报 李茂颖
2023-03-13
藻类是动物还是植物?
藻类种类繁多,主要生活在水中,很多环境中都能见到它们。藻类在生态环境中非常重要,也是固碳的重要生物
说到生物分类,大家的第一反应常常是植物或动物。其实,还有一个特殊的类群,一度让分类学家颇为“头疼”,那就是藻类。
提到藻类,大家一般会想起水面上分布的小小“颗粒”,它们随波荡漾,是鱼类的食物,也是水生态系统中的重要成员。其实,藻类不止这些,藻类家族中有非常高大的成员,最大的藻——巨藻长度通常可达几十米到上百米,形似海带,与海带是近亲。餐桌上常见的海带和紫菜,也是藻类。
藻类通常是指一类没有真正的根、茎、叶分化,多数可进行光合作用,用单细胞的孢子或合子进行繁殖的生物。
从生物分类学角度,藻类不属于特定的自然分类类群。早期的分类学家根据藻类色素类型,将藻类分为蓝藻门、绿藻门、红藻门等。虽然藻类的少数种类兼具植物光合自养以及动物异养和运动的特性,但传统上我们仍将藻类归为植物。
藻类主要生活在水中,很多环境中都能见到它们。高山雪地、荒漠沙土、温泉中,都有藻类生长。裸露的岩石上,还有与地衣共生的藻类。少数藻类甚至可以寄生在动物或人体表面。藻类种类繁多,最新版的《藻类百科》共收录了166579个物种及种下单元。
藻类在生态环境中非常重要。蓝藻是地球上最早的光合放氧生物,对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大作用。地球刚形成时,大气中缺乏氧气,二氧化碳的含量是如今的10—100倍。在相当长时间内,蓝藻作为唯一的利用大气中丰富的二氧化碳进行光合作用放氧的有机体在地球上大量繁殖。它们消耗二氧化碳,制造氧气。大气中的氧气逐渐积累,在紫外线作用下,一部分氧气可转变为臭氧。因此,大气层上空才会出现臭氧层,保护其他生命不被紫外线伤害,从而为地球上的需氧生物、真核生物的演化包括人类的进化和发展创造了必要条件。
珊瑚礁的美丽颜色其实来自其体内的共生海藻。海藻通过光合作用向珊瑚提供能量。共生藻与热带、亚热带浅海珊瑚礁的主要建造者珊瑚虫互利共生,是珊瑚礁生态系统必不可少的元素。同时,共生藻还扮演促进造礁石珊瑚钙化的重要角色。如果共生藻离开或死亡,珊瑚就会变白,因失去营养供应而死。
藻类也是固碳的重要生物。据估算,藻类(包括大型海藻和微藻)每年可固定二氧化碳约9.5乘以10的10次方吨,占全球净光合作用产量的47.5%。浮游藻类还是水中溶解氧的主要供应者,它启动了水域生态系统中的食物网,在水域生态系统的能量流动、物质循环和信息传递中起着至关重要的作用。
(作者:宋立荣系尊龙凯时人生就是搏z6com水生生物研究所研究员、国家水生生物种质资源库—淡水藻种库主任,记者吴月辉采访整理)
来源:人民日报
2023-02-28
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