实验室团队在高海拔地区采集地衣标本。 |
杨祝良（右二）在指导学生做实验。 |
拍摄于西藏察雅的糙果紫堇。 |
拍摄于云南昆明的糙苏。 |
习近平总书记强调：“生物多样性使地球充满生机，也是人类生存和发展的基础。保护生物多样性有助于维护地球家园，促进人类可持续发展。”
今年，5月22日国际生物多样性日全球主场活动落地云南昆明。近年来，不少新物种的发现、新记录的创造频频登上“热搜”，公众对生物多样性保护的关注度越来越高。“热搜”的背后，有一群群甘坐“冷板凳”的科研工作者，一代代接续奋斗，几十年如一日刻苦攻关。
“羊肚菌自由”是如何实现的？为何要绘制“毒蘑菇图鉴”？绘制“生命之树”是如何带动产业发展、促进农民增收的？本报记者走进中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与生物地理学重点实验室，倾听科研工作者讲述“热搜”里的“冷知识”，探访7年多发现超600个新物种背后的故事，展示我国生物分类研究的发展路径。
――编 者
发现――
“关键是集齐新物种不同于其他物种的证据”
一年发表大型真菌1个新属、30个新种，可中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与生物地理学重点实验室主任杨祝良对2022年的真菌分类成果仍表遗憾：“对上一代研究人员来说，这样的成绩或许还不错，但随着分子生物学技术的运用，一年发现五六十个新物种并不难。”
新物种与其说是找到的，不如说是碰上的。“三五年不开张，一开张就是一批新物种。”杨祝良说，自2016年起，截至2023年第一季度，实验室共发表新物种602个，但是每年的波动很大。以真菌为例，2019年发表新种高达173个，2020年则只发表了28个新种。
“除了开展某个区域物种调查，大多数新物种都是为了研究某一个类群物种的亲缘关系和演化过程时碰巧发现的。”中国科学院昆明植物研究所陈俊通博士说。
如何判定一个新物种？“关键是集齐新物种不同于其他物种的证据。”陈俊通说，传统上，形态特征是物种分类的主要依据，但这样未必准确。
“以我主要研究的紫堇属植物为例，有的紫堇属物种分布较为广泛，在叶子形态、花色、花萼大小等方面有一些差异。但通过分子测序技术发现，这些个体仍属同一个物种。把形态特征与分子数据结合起来，我们才能更加全面地探究类群之间的亲缘关系。”陈俊通打了个比方：一个属好比一个大家族，血缘关系远点的或许差异大些，但关系近的物种就像亲姐妹，外形差异很小。“通过观察，可以大概分辨出它们是不是一家子；而分子技术则通过基因测序，更精准地确定它们是亲兄弟还是堂兄弟。”陈俊通说。
“前期的标本压制水平、保存方式有限，而且很多物种发表时只有少量标本，可能后期会发现两个物种其实是同一个物种，也可能发现同一个物种其实应该分为两个甚至更多物种。”陈俊通说。
探索――
“物种分类是一项日积月累才能出成就的事业”
基因测序可以委托给第三方，但样本搜集、文献梳理只能靠科研人员。翻山越岭踏遍迢迢山水，埋首故纸堆查阅海量文献，物种分类的过程其实有些枯燥。“不少老物种发表时，只有简单的形态特征和分布区域文字描述，分类学家为了找到某个特定的物种，只能按照模糊的记载去最初的发现地采集标本。”陈俊通说，“野外采集还要注意一些‘干扰项’――如果只有一株植物，往往不能作为新物种发现的证据，因为很难确认这个物种是不是自然杂交产生的偶然个体。”
随着联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在昆明召开、《关于进一步加强生物多样性保护的意见》出台，生物多样性保护的议题逐渐进入更多人的视野。杨祝良说，他在野外采集标本时，就多次遇到“公众科学家”：“有个爱好者晚上打着探照灯上山找菌；我就问他为啥晚上上山，他说，因为白天要工作。”
从植物科学画到胶片相机、数码相机、显微照相技术，对物种形态的记录日益便利；从形态特征描述到分子技术数据分析，对物种差异的比较也更加精准……从事物种研究30余年，杨祝良对工作条件的变化有深切的感受：“上世纪80年代，我跟老师去野外采集标本，只能用炭火烘烤标本。标本烤不干容易腐烂，但也怕一不小心烤过了头。后来发现国外同行都用电烤箱烤，有一次我从国外带回来一个，平时还舍不得用。”
年轻一代掌握着新技术，但老一代的积累仍不可或缺。“不管是积累实验材料还是阅读文献、分析标本，物种分类是一项日积月累才能出成就的事业。”陈俊通说，不少实验材料并非自己采集来的，而是来自其他研究组的积累。每次去野外，他也尽量帮其他同事采集更多标本；一些标本采集之后，也将在标本馆静静等待后来者的研究。
既像真藓科，也像葫芦藓科，在高黎贡山第一眼看到无边梨蒴藓，中国科学院昆明植物研究所研究人员马文章就觉得这可能是个新物种。初步分类、清理标本，归档工作就花了他很长时间；而等到开展鉴定研究时，标本已在标本馆里“躺”了一个月。
在显微镜下观察孢蒴的形态后，马文章初步确定该疑似新种应为葫芦藓科梨蒴藓属的成员。可该属已发表物种数百种，“等到逐一核对文献排除，初步确定其为新种时，距离采集标本已经过去了两年有余。”马文章并没有着急发表论文。“新物种在发表后被其他研究者证明不是新种的事也时有发生，所以要尽可能全面地收集各类依据。”直到分子数据（即DNA序列）比对结果出来，论文才得以发表。
“一年要采集上千份标本，其实大部分标本比我们科研人员要坐更长时间的‘冷板凳’。”马文章笑着说。
应用――
“绘制‘生命之树’，不仅具有科学意义，还能带动产业发展、护佑百姓健康”
有人曾问：“有些个体的形态特征几乎一样，为何非要将其分为不同物种？”杨祝良表示：“不同物种意味着不同的基因，也可能产生不同的化合物；即使当前将其作为同一物种，也要注意保护不同种群，不然会影响未来物种资源的保护和利用。”工作中，不少科研人员会通过绘制树形图，直观呈现物种的进化、亲缘关系。杨祝良说：“绘制‘生命之树’，不仅具有科学意义，还能带动产业发展、护佑百姓健康。”
一个物种，带动一个产业发展。看似一样的羊肚菌，实际上属于几十个不同的物种。“要想提高羊肚菌的产量，关键是搞清楚哪类羊肚菌能人工栽培、哪类羊肚菌能高产。”杨祝良团队发现，羊肚菌起源于北半球温带地区，经历过第四纪冰期的羊肚菌更喜欢低温，不适合在高温区域种植；只有腐生型的羊肚菌才能用于栽培，共生型羊肚菌人工栽培很难；腐生型羊肚菌中，最容易人工栽培的是梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌等，这为产业化育种提供了方向，进而实现了网友点赞的“羊肚菌自由”。
一次科普，护佑一方百姓健康。2000年3月，广东发生一起误食野生菌中毒事件，拿到标本后，杨祝良发现，这是鹅膏属新种，并将其命名为致命鹅膏。为了减少类似事件的发生，杨祝良团队绘制了“毒蘑菇图鉴”，提出了“‘头上戴帽’‘腰间系裙’‘脚上穿靴’的蘑菇不吃”等科普口诀。
国内误食野生蘑菇事件，不少是因为误食了剧毒鹅膏菌，杨祝良指导学生、副研究员蔡箐跑遍大半个中国，采集和借阅了大量标本，终于研究清楚，我国一共分布有12种剧毒鹅膏菌，其中8个是已知物种、4个是新物种；剧毒鹅膏菌主要分布在我国热带、亚热带地区的阔叶林或针阔混交林下。
“现在云南村庄周边很少见到剧毒鹅膏菌了。我们拿剧毒鹅膏菌的照片给村民看，他们会说这种菌子有毒，不能吃。”蔡箐说，不少村民担心有人或牲畜误食剧毒鹅膏菌，见到了就直接把它销毁。
物种的科学分类还会影响对物种濒危程度的评估。“一个稀有物种如果被误认为是另一个广布的近亲物种，就容易受到忽视。”中国科学院昆明植物研究所张信坚博士说。
卵心叶虎耳草曾被认为广泛分布于四川和云南北部，但其最早的标本采集地之一却是滇东南的蒙自。跑了3次蒙自，在石山和沟谷岩壁上仔细搜寻，张信坚才采集到滇东南种群的标本。经过与四川和云南北部的种群进行对比，他发现，四川和云南北部的种群是圆形叶片，叶顶端是钝的；而滇东南的种群则是三角叶片，叶顶端比较尖；此外，两者花期也有明显差异。分子生物学的进一步分析发现，滇东南的卵心叶虎耳草其实就是较为稀有的蒙自虎耳草，而四川和云南北部的种群则是另一个广布物种水杨梅叶虎耳草。
“蒙自虎耳草分布范围狭窄，种群数量稀少，需要得到优先保护。”张信坚采集了几株活体带回昆明植物园，如今，已有十几株蒙自虎耳草成活并向公众展示。
展望――
“团队合作、代际传承，能在一定程度上破解经费不足、人手紧缺等问题”
“100份标本里，有20个已知物种，另外80份标本能说清楚属，但是不是新物种存疑。”马文章拿出标本馆厚厚一沓标本，说：“咱得长话短说，不然我今天物种鉴定任务可完不成了。”
“我研究的苔藓既不能吃，也没有毒，如果在国外，我大概得改行。”马文章开玩笑说，发达国家物种分类工作开展得早，“家底”已经基本摸清；而欠发达国家又缺少资金和科研人员，分类工作难以有效开展。
目前，中国依然在大量发现新物种，国内各类保藏机构存量标本已超过4500万号，但至少还有40％的标本没有被研究和鉴定。“高大乔木想发现新物种很难，但苔藓、真菌、地衣，还有大量新物种尚未被描述。”马文章说，“我们也期待能有更多更稳定的支持措施。”
此前，30多位专家曾联合呼吁更加关注生物分类学这一学科的发展，生物分类学人才流失严重，数量急剧萎缩。
实验室研究员向春雷表示，在当前多以高影响因子论文为主要依据的考评体系下，发表一个新种对于科研人员的职称晋升等方面没有多少直接帮助。
“不像基因组和生态学，如果只是做单纯的物种分类研究，年轻学者很难争取到研究经费。”杨祝良说，不少学者往往通过其他项目经费，顺带开展物种分类研究。“耗费十几年才能研究清楚一个类群是常态，但年轻学者为了自身发展等因素考虑，很难等待十几年才出成果。”
怎样留住物种分类研究者以更好地推动分类工作的开展？“一方面，团队合作、代际传承，能在一定程度上破解经费不足、人手紧缺等问题。”杨祝良说。“另一方面，要保护好年轻人的兴趣。”这门学科需要进一步完善制度建设，比如，支持一支高水平的经典分类学国家队伍，建设基于学科特点的科研成果评价体系，制定更加合理的人员分类考核与管理制度。“探索本身就是意义――坐在屋子里的我们，永远想知道屋外的林子里有什么……”
(责编：杨光宇、牛镛)
