全国各地的尸花都在交换花粉以保持臭味

全国各地的尸花都在交换花粉以保持臭味

道格·约翰逊 (Doug Johnson) 是加拿大作家、编辑和记者。本文最初发表于Undark

巨花魔芋(又名尸花)的花朵奇异,散发着腐臭,每年都会吸引大批人群和媒体报道。例如,2015 年,约有 75,000 人前往芝加哥植物园观赏其中一朵尸花盛开。超过 300,000 人在网上观看了这一景象。

然而,尽管尸花名声大噪,但它的未来却充满不确定性。截至 2019 年,植物园、一些大学和私人收藏中大约有 500 株尸花,它们之间存在着深厚的亲缘关系——缺乏遗传多样性,这可能使它们更容易受到疾病或气候变化等一系列问题的影响。

尸花在苏门答腊的故乡也过得不怎么样,由于砍伐森林以获取木材和农作物,尸花的数量正在减少。2018 年,国际自然保护联盟 (IUCN) 将该植物列为濒危植物。目前,野生尸花数量不足 1,000 株。

为了解决尸花和其他六种基因库较浅的植物缺乏遗传多样性的问题,芝加哥植物园于 2019 年率先推出了“濒危和特殊植物物种工具和资源”(TREES)计划。据《纽约时报》 12 月报道,该计划将在合作植物园中进行广泛的基因测试。这让参与者可以创建一个植物家谱数据库,以便做出更明智的育种选择并增加遗传多样性。

芝加哥植物园的保护科学家杰瑞米·范特 (Jeremie Fant) 领导了尸花保护工作,他说,如果这七种植物中的任何一种继续减少或濒临灭绝,树木可以为未来将植物重新引入野外铺平道路。然而,一些专家对将外国植物的基因带入其本土栖息地表示担忧。

尸花是一种很难在原生地之外保存的植物。它很少开花,对温度和湿度有特殊的要求,以模仿原生地。和 TREES 计划中的许多植物一样,这种挑剔的花也会产生顽固的种子,这些种子不易储存,因为干燥和冷冻(保存种子的主要方式)会杀死它们。该计划中的其他植物产生的种子太少,无法使种子库成为可行的选择。

芝加哥植物园负责处理尸花的同时,夏威夷国家热带植物园负责收集和测试两种植物: Hibiscus waimeae和极度濒危的Phyllostegia electra 。另外两个植物园负责收集其他物种以应对这一普遍存在的问题。

“我们植物园必须齐心协力拯救一​​些物种,”范特说。“因为我们无法独自完成这件事。”

盛开的尸花是一种美丽但刺鼻的体验。强烈的气味吸引着传粉者前来观赏这种可能每隔几年才会开一次的花。美国植物园

目前,大多数植物保护工作都在种子库中进行,例如秘鲁的国际马铃薯中心和尼日利亚的国际热带农业研究所。这些遗传信息库定期冷冻种子,以供长期研究和使用。在北极挪威,斯瓦尔巴全球种子库保存着来自世界各地的种子备份,以防当地种子库遭到破坏。但这对种子顽固的植物不起作用。

通常,温暖气候下的植物(包括尸花)会产生这些种子,但也有例外,包括橡树。根据英国皇家植物园(Kew)的研究,36% 的极度濒危植物有顽固性种子。许多知名作物也会产生顽固性种子,例如椰子。

如果一种植物具有社会经济重要性,并且会产生顽固的种子(如椰子),那么保护主义者通常会创建所谓的“田间基因库”,伯明翰大学植物遗传保护教授 Nigel Maxted 表示,他并未参与 TREES 项目。这些田间基因库拥有许多生长在同一地区的相同植物。它们占用大量空间,而且植物彼此靠近,这也使它们面临其他威胁。“疾病很容易在整个植物中传播,”Maxted 说。

因此,通过将单株植物分散到多个植物园或其他收藏地来保护植物物种,可以成为防止灭绝的有效手段,因为这大大降低了每株植物同时死亡的可能性,美国植物园副执行主任、TREES 项目参与者苏珊·佩尔说。

但培育植物园的遗传多样性可能很困难,尤其是那些挑剔而稀有的植物。像许多植物一样,尸花可以以不同的方式繁殖。有时,它们会进行无性繁殖:茎基部有一个块茎状的凸起,称为球茎,长大并最终分裂,产生多个基因相同的植物。虽然这有效地增加了植物园中尸花的原始数量,但对种群的遗传多样性几乎没有帮助。

尸花也可以进行有性繁殖,需要昆虫授粉,或者在植物园中,需要人类用画笔授粉。尸花的开花没有固定的时间表;每株植物的开花年限各不相同,而且开花时间会因温度、光照、湿度和其他因素等条件而不可预测。

为了帮助植物按照这种不可预测的时间表进行繁殖,芝加哥植物园正在建立一个尸花花粉库,当另一种不密切相关的植物开花时,这些花粉可以运往全国各地。这些有针对性的异花授粉努力可能会产生基因更强大的后代。虽然 TREES 尚未导致尸花杂交,但芝加哥植物园已使用该方法对另一种名为Brighamia insignis的植物进行了战略性杂交,这种植物也被称为卷心菜植物,濒临灭绝。

去年 9 月,树艺师斯蒂芬·琼斯 (Stephen Jones) 在美国植物园使用画笔为一朵尸花授粉。美国植物园

TREES 计划从尸花及其同类的遗传多样性较低的地方开始。在过去 100 年里,只有 20 处有记录的野生尸花植物被植物园收集。

有时,植物园会从苗圃和私人收藏中获得稀有植物基因。例如,美国植物园的三株尸花是从夏威夷的一位植物种植者那里获得的种子。但由于从野外采集植物既困难又昂贵,植物园通常会繁殖标本并与其他收藏品分享后代。对于遗传多样性较低的植物,这意味着原始数量的增加,但对遗传健康却无济于事。

“从遗传多样性的角度来看,这是毫无希望的,”马克斯特德说。

他补充说,树木或许能有所帮助。该计划的方法已经在动物界成功应用了很长时间。例如,许多动物园和保护组织都创建了血统登记簿,或用于追踪特定物种家谱的文件。这种策略已用于追踪世界各地无数濒危物种的血统,包括小熊猫。

“一般来说,你所追求的就是最大化变化,”马克斯特德说。


虽然树木可以增加家养尸花的遗传多样性,但一些研究人员并不确定这种花(以及更普遍的植物)是否有必要重新引入野外。对于远离原生地的植物园中的植物来说尤其如此。

佩尔说,目前有两种相互竞争的思路。第一种是,只应将附近的植物重新引入该地区。对于尸花,这可能意味着从印度尼西亚的茂物植物园中取出一些,那里有一些样本。另一种则支持将外来植物放回大自然并让自然选择发挥作用的想法,即使这意味着外来植物可能会茁壮成长或胜过野生植物。(虽然 TREES 旨在使尸花重新引入野外成为可能,如果环保人士认为有必要的话,但到目前为止还没有任何努力这样做。)

圣地亚哥全球动物园植物保护主任、植物保护中心总裁兼首席执行官乔伊斯·马斯钦斯基表示,重新引入植物也需要花费大量时间、金钱和精力。植物在野外生长所需的长期监测和护理也同样需要花费大量时间、金钱和精力。同样,跨境运输植物也很困难,各国的相关法律也各不相同,不过她补充说,运输植物园植物的花粉或种子可能更容易。

有针对性的异花授粉活动可以扩大物种的遗传多样性,并产生更强壮的后代。美国植物园

马斯钦斯基说,尽管面临挑战,保护组织和植物园在重新引入植物方面已经取得了长足进步。这些组织在植物被放归野外后,会提供更多的监测、记录和照料,包括用栅栏围住新种植的区域并浇水。

对于某些植物来说,这种方法可能是唯一的希望。尽管人们担心将外来植物重新引入野外,但马斯钦斯基补充说,否则,特别稀有的物种可能会灭绝。

范特表示,如果未来重新引入成为必要,那么像 TREES 这样的努力可以确保尸花和其他濒危植物种群的健康多样性。参与 TREES 项目的研究人员还表示,他们希望在有需要时,这些方法可以推广到其他可能受益的物种。该项目正在发展,并要求植物园提供样本——包括美国以外的团体,如茂物植物园。

根据马斯钦斯基的说法,植物是其自然栖息地的初级生产者,因此,保护​​某些植物物种可能会对环境产生“连锁效应”——例如,它们喂养虫子,虫子喂养鸟类,鸟类喂养动物。但根据佩尔的说法,尸花在其原生栖息地中的作用相对未知。她说,无论尸花是否是关键物种,它仍然可能是一个有价值的大使,可以提高人们对许多其他物种所面临的困境的认识。

“从很多方面来说,我都觉得尸花是植物界的熊猫,”她说,“尸花非常迷人,人们也对它非常着迷,它可以成为保护生物多样性重要性的代言人,当然在植物界也是如此。”

汉堡大学生物学家 Cyrille Claudel 表示,即使 TREES 计划无法将其重新引入野外,保护植物园中的尸花也是有价值的。他还表示,与其试图将它们带回来,不如直接让它们在野外生长。保护圈养的尸花可以让好奇者继续研究这些植物,或者让人们只是对它们感到惊叹。

克劳岱尔补充道,这种植物本身就值得拯救:“它可能是地球上最酷的物种,所以我非常希望它能够在大自然中得到保存和栽培。”

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