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新物種的發現有何意義?如何驗證真“新”?

2021年春季,武夷山國家公園。幾只米粒大小的黑蟲引起了朱濱清的注意,因為它們飛得很“笨”——“挺著胸、直挺挺的”。朱濱清和同事迅速掏出捕蟲網將其采集下來。

當時,作為生態環境部南京環境科學研究所助理研究員的朱濱清和同事正在開展生物多樣性本底調查。他們打趣道:這小黑蟲沒準兒是個新種!

沒想到一句玩笑話成了真。小黑蟲正是武夷山國家公園近日公布的4個新物種之一 ——三叉諾襀。

新物種的發現有何意義?靠“找”還是靠“碰”?如何驗證真“新”?野外考察會面臨哪些危險?日前,《中國科學報》采訪了多位新物種發現者,探尋新物種發現背后的故事。

發現:靠積累 也是意外

每年有1/3的時間,朱濱清都在野外考察,但他不會刻意去找新物種。

“新物種的發現有一定隨機性,有時跑一晚上什么都沒看見,有時只是停車休息下就有意想不到的收獲。”朱濱清告訴《中國科學報》,除了運氣,調查人員的耐心和積累也必不可少,尤其是要提前做準備工作。

朱濱清本人對昆蟲中的襀翅目非常熟悉,但為了此次本底調查,他還是查閱了許多資料,充分掌握武夷山當地“老種”特征,這才能在發現三叉諾襀和武夷山諾襀兩個新種時了然于胸。

“襀翅目對環境非常敏感,和蜉蝣目、毛翅目一起,作為國際上常用的水質監測類群,它們的存在說明武夷山國家公園的生態環境非常好。”朱濱清說,保護物種最重要的是保護原生環境。

中科院植物研究所研究員、標本館副館長金效華認為,發現認識新物種,一方面是認識自然進化本身,另一方面是摸清“家底”,推動生物多樣性保護。

金效華對蘭科植物有著20多年的研究,先后發表了60多個新物種。他表示,發現新物種需要發現者有深厚的積累,但大部分新物種是可遇不可求的。

2016年,金效華在緬甸葡萄地區考察,在經過村旁一棵樹時,抬頭間猛然發現一株看起來像蘭花的奇怪植物,仔細分辨后確認它是一株蝴蝶蘭,而且是一個新物種。

“意外”之喜接踵而至。2017年在同一片地區,金效華在一片被燒光的竹林中看到幾棵還未燒毀的竹子,蹲下來仔細一看,竹子底部竟然長了植物。“是天麻!”他立刻意識到,這可能是個新物種。果不其然,經過調查驗證,這株天麻確實是新物種。

中科院昆明植物研究所副研究員吳剛則有一段長達10年“可遇不可求”的經歷。

2010年,吳剛在菜市場購買了一種叫作“見手青”的牛肝菌,看著似曾相識,但又與其他見手青不一樣。“這種見手青個頭大,很容易采摘,但是菜市場賣的絕大多數是不成熟的,沒有孢子產生,所以缺少用于真菌物種鑒定的重要形態數據。再加上我們一直沒有在野外采到標本,鑒定工作停滯不前。”

直到2020年,吳剛的師弟終于在云南大理的松林中采集到它,這才證明這種見手青代表了一個新屬和新種。

身在云南,經常能發現“躺”在菜市場上的野生菌新物種。“拿我研究的牛肝菌來說,在菜市場上有很多俗名,比如黃癩頭、紫見手、紅蔥、白蔥等。其中紅蔥就是我發表的新屬新種,但我從來沒有在野外采到過,可能是被老百姓采了,因為賣價不錯。”吳剛說,為了做研究,他們也會去菜市場購買野生菌。

驗證:靠眼緣 更要證據

一個新物種的發現,往往依靠外貌差異;一個新物種的驗證,則需要充分可靠的證據。

吳剛告訴《中國科學報》,目前物種分類中,普遍流行的方式是結合分子系統發育分析、形態學特征以及生態學數據來認識物種。

但他也提出,分子手段在極大提升發現新種效率的同時,也可能會衍生其他問題,例如“同物異名”,即不同人給同一物種取了不同的名字,但最先發表的、符合命名法規的才是有效名。

吳剛就犯過這樣的“錯誤”。2016年,他發表了一個牛肝菌新種,但2019年有同行質疑這個新種是“同物異名”。模式標本是物種“名稱的攜帶者”,該同行對相似物種的模式標本重新研究后發現,模式標本的子實體是不成熟的,論文中的原始數據并不完全正確,再通過進一步研究證實吳剛發表的并不是一個新物種。

“實際上,我對前人發表的物種原始數據進行了比較,發現兩個物種在孢子大小上的明顯區別,我就認定是新物種,問題出在我沒有研究已發表物種的模式標本。當你對自己研究類群不夠了解的時候,就很容易出現這種問題。”吳剛說。

在金效華看來,發現的新物種與前人發現的物種“撞車”,是比較常見的事情。隨著文獻、標本上網,學者在查閱文獻和標本時更加便利,這種情況和風險也隨之降低。

對于此次發現的兩個新物種,朱濱清等人在收集到標本后,又經過近半年的整理、篩選、觀察、比對,才最終確定為新種。

朱濱清認為,DNA測序、基因拓撲結構分析等現代手段提高了對隱存種、近似種等表型不易被區分的物種的身份界定,但不能代替傳統的分類學,終歸要回歸物種表型上的差異,而這也是許多從業人員的興趣所在。“我從小就愛好研究昆蟲,我的同事、同行基本是因為熱愛從事這行。”

野外:有驚嚇 也有驚喜

從研究蘭科植物開始,金效華有80多個月的時間在野外考察。

他認為,發表文章是為了解決科學問題,不應該局限于野外或實驗室的形式,但野外考察非常重要,可以獲得第一手資料、獲得感性認識,是培養學生熱愛自然、對科學敏感度和對生物進化現象敏銳性的重要過程。

野外考察,也是與危險共存和搏斗的過程。

2004年,不到30歲的金效華前往海南熱帶雨林考察蘭科植物,由于向導也喜歡觀察植物,他們不知不覺走散了,更糟糕的是下起了暴雨。金效華冷靜了一下,憑借經驗判斷村莊應該在低處,于是一路往低處走,所幸下了山;隨后搭乘老鄉的摩托車加步行,終于到達90公里外的縣城,與大部隊取得聯系。

還有一次更“要命”。2007年,金效華等十幾人從云南貢山獨龍江步行到西藏察隅,在穿過無人區、翻過海拔4700米的埡口后,他們發現快斷糧了。所幸,一行人幾經輾轉找到了當地的部隊。由于大雪封山,部隊糧食也十分緊缺,但依然為他們擠出了前行的口糧。最終原計劃三四天的路程他們走了七天。

為此,金效華總結了幾點野外考察經驗:安全第一,一定要用當地向導,帶夠糧食。

吳剛則有一次因“禍”得“福”的經歷。

2011年,他們一行十幾人前往云南怒江州考察,原本計劃爬過怒江邊上的一座陡山,再通過一座吊橋過去,但當爬至山頂時才發現沒有了前進的路。碰巧一位老鄉路過,他們趕緊問了路并沿著這條路走,結果還是沒走出去。焦急中,他們“摸”到一條小水溝,于是沿著小水溝往下走,終于走到了怒江江邊。

令吳剛驚喜的是,迷路當天,他竟然采到了一個牛肝菌新屬的物種。“不枉此次迷路。”他笑著說。

朱濱清也有一次在山里跋涉的經歷。那天突降暴雨,導致山路塌方,他們不得不放棄汽車,背著設備從早上9點走到次日凌晨2點才出山。

常年在野外,科考人員也得到了當地老鄉、攝影愛好者、護林員的許多幫助。朱濱清表示,很多老鄉看見稀奇的物種都會拍照發給他們,提供了很多信息。“有時候我們也會住在老鄉家里,夜間山里真的能看見燦爛的銀河,太震撼了!”

(記者 田瑞穎 記者 高雅麗 陳歡歡)

關鍵詞: 新物種 生物多樣性 野外考察 蘭科植物

來源:中國科學報
編輯:GY653

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