成都生物所發現百年未現的衛矛科植物尖齒衛矛
近日,中國科學院成都生物研究所與重慶師范大學、四川省林業科學研究院科研人員在國際植物分類學期刊phytokeys上刊發論文,發表了一種自1908年采集標本后百年未現的衛矛科植物Euonymus aquifolium。這是該物種發表近110年以來首次觀察到花和活體植株,研究人員根據花果形態特征和分子遺傳證據重新確認了其分類地位,并通過新發現植株的數量和生境現狀評估了受威脅情況,此外研究人員還委托繪畫老師為該物種繪制了科學手繪圖,并根據相關命名法規討論和確定了其合法的學名詞匯用法。
1908年11月,著名的西方植物獵人歐內斯特·亨利·威爾遜(E.H.Wilson)在四川西部收集植物資源時,曾采集到3份處于果期的衛矛科植物標本,并記錄了采集地為四川瓦山。1913年,植物學家盧森諾(Loesener)和阿爾弗雷德·雷德爾(Alfred Rehder)根據威爾遜1908年在四川西部采集的3份果期標本命名為Euonymus Aquifolium發表?!端拇ㄖ参镏尽返?卷(1988年)衛矛科編寫專家依照發表的原文進行了翻譯,并根據當時的命名習慣將拉丁詞改為Euonymus aquifolius,同時為其擬中文名為尖齒衛矛,將其分布地點記錄為四川省洪雅縣瓦山?!吨袊参镏尽返?5卷第3分冊的衛矛科編寫專家曾記錄了另一次該物種的采集(少年義勇隊標本秦沛南等104號,峨邊龍門溝),但沒有提及標本存放的標本館。該標本記錄只有果,沒有花和葉,所以標本是否為尖齒衛矛這種常綠的厚革葉植物存在疑問?;趯恺X衛矛形態特征特別是果實形態的觀察,在編寫《中國植物志》時,衛矛科研究人員將尖齒衛矛從衛矛屬轉移到溝瓣屬,擬名為Glyptopetalum aquifolium冬青溝瓣。溝瓣屬與衛矛屬形態上十分相近,根據溝瓣屬的定義,僅在4瓣花,子房每室1胚珠,花盤常上卷抱合子房等特征上與衛矛屬不同。自溝瓣屬發表以來,一部分植物研究人員不承認溝瓣屬,在其研究中要么從不提及溝瓣屬,要么將其視為衛矛屬的一個分支,另一部分研究人員則將溝瓣作為一個獨立的屬,并將部分以前置于衛矛屬中的種類轉移到溝瓣屬中或描述一部分新種。衛矛屬大約有130個物種,溝瓣屬大約20種。
2021年8月,中國科學院成都生物研究所森林生態過程與調控項目組胡君助理研究員帶隊進行第二次青藏高原科學考察研究專題“森林和灌叢生態系統與資源管理”川西片區考察任務時,在貢嘎山東南坡四川省九龍縣的一條峽谷懸崖上發現約15株冬青溝瓣的種群。部分植株正在開花,這讓考察人員感覺非常興奮,因為之前在所有關于這個物種的資料都是描寫的花未見,這是110年以來首次觀察到它的花。但研究人員野外觀察到冬青溝瓣的花明顯為5基數,有5個萼片,5個花瓣,5個雄蕊,在發育良好的子房中分為5室。以上這些形態特征都與植物志記載溝瓣屬4基數的特征不符,而更符合衛矛屬的特征。為了測試利用花特征推斷出的分類地位是否與分子數據相符,重慶師范大學與中國科學院成都生物所聯培研究生張君儀通過對冬青溝瓣以及形態上與其相近的刺葉溝瓣的樣本進行了分子實驗,結合已發表研究的數據進行了系統發育分析,分子系統樹顯示,冬青溝瓣和置于溝瓣屬的4個種可以得到一個支持率較高的分支,嵌套在衛矛屬中,這進一步肯定了冬青溝瓣的系統位置應放置于衛矛屬,而且進一步證明溝瓣屬種類可能應合并到衛矛屬中。
關于威爾遜在1908年采集尖齒衛矛更具體的地理位置,無法通過相關文獻查詢和追蹤。中國科學院成都生物研究所印開蒲研究員將歐內斯特·亨利·威爾遜(E.H.Wilson)出版專著中所提及名為“瓦山”的地點追溯到現四川省樂山市金口河區的一個山峰,不少植物學家和愛好者曾試圖在這一地區找到該物種的活體植株,但沒有結果。由于尖齒衛矛是四川特有種,在本次發現之前無任何野生種群信息,在最近的中國生物多樣性紅色名錄中被評估為極度瀕危物種(CR)。研究人員根據新發現的尖齒衛矛植株數量和生境條件,考慮到即使在大渡河流域部分人跡罕至的支流峽谷可能有種群尚待發現,數量也不會太多,該區域常受到自然災害的威脅,根據國際自然保護聯盟(2022年)紅色名錄的分類和標準,仍將尖齒衛矛評估為極度瀕危物種(CR)。
此外,研究人員還根據植物學命名法規和相關示例討論確定了尖齒衛矛的種加詞。本研究近日以Euonymus aquifolium (Celastraceae):Rediscovered in flowering with respect to its taxonomy, nomenclature, and rarity為題發表在國際植物學期刊phytokeys 上,中國科學院成都生物研究所森林生態過程與調控項目組的胡君博士和重慶師范大學生命科學學院研究生張君議為共同第一作者,中國科學院成都生物研究所劉慶研究員和重慶師范大學何海教授為共同通訊作者。研究得到了第二次青藏高原科學考察研究(2019QZKK0301)、四川省科技計劃項目(2020JDKP0003&2018SZ0323)的資助。
圖1 尖齒衛矛Euonymus aquifolium Loes. & Rehder照片
A.生境B.懸崖下的植株C.花枝D. 花和未成熟果實E.腋生花序F.腋外生花序G.葉近軸(G1)和遠軸(G2)H.花序,花序梗(H1)和花梗(H2)I.花朵和未成熟果實(I1),花盤和花萼(I2),花瓣(I3),1個未成熟果實的側面(I4)和正面(I5),以及可育子房中的兩個未成熟種子,右下方的子房被假種皮覆蓋(I6)。
圖2.尖齒衛矛Euonymus aquifolium Loes. & Rehder手繪
A.花枝、果枝B.葉背C.花側面D.花萼背面,花梗和基部一對小苞片E.花正面.F花盤G.1個花瓣H.果實正面.I果實側面(李聰穎繪)
圖3. 衛矛屬和溝瓣屬51種植物的系統發育樹
?。ú煌伾珜凇吨袊参镏尽罚∕a et al.2008)中衛矛屬的5個組和溝瓣屬)
圖4. 尖齒衛矛Euonymus aquifolium Loes. & Rehder蠟葉標本照片
A.威爾遜采集的主模式標本 B.胡君等人2021年新采集的標本