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科学家揭开兰花身世之谜兰花保护面临严峻挑战

发布时间：2010-10-07

美国科学家揭开兰花身世之谜
    　兰科植物是种类最丰富的有花植物之一，关于它的起源，一直是科学界的难题。美国科学家在对一个含有兰花花粉化石的蜜蜂琥珀进行研究时发现，兰科植物起源于大约8000万年前的共同祖先。日前出版的《自然》杂志以封面文章的形式发表了这一成果。
　罗毅波博士
    中国植物学会兰花分会理事长、中国科学院植物研究所研究员
　　身世之谜
　　兰科植物俗称兰花，是被子植物的大科之一，全世界约有700属近20000种，广泛分布于除两极和极端干旱沙漠嗲以外的各种陆地生态系统中，特别是在热带地区，兰科植物具有极高的多样性。我国兰科植物有171属1247种，与菊科、禾本科、豆科并列为国产被子植物四大科之一。兰花是被子植物中最为进化的科之一，花的结构十分复杂，出现了雌雄合体的蕊柱和花粉块，高度特化的繁殖器官与适应于昆虫传粉的精巧结构，使生物学家们对其产生了浓厚兴趣。达尔文生前留下的若干巨著中，就包括了一部有关兰花传粉的著作。
　　在与兰花研究相关的许多热门学科中，有关兰花起源的研究一直备受关注。研究兰花起源问题相当困难，因为兰花化石非常罕见，这其中的原因多种多Α１热纾它们的种子呈粉尘状，很难以化石形式保存，即使保存下来，也很难被发现和识别；花粉聚集成花粉块，但缺乏坚硬的花粉壁，也很难像其他花粉那样容易被保存下来；另外，兰花全部是草本植物，倒地后容易腐烂，很难形成化石，但蜜蜂琥珀里所带的花粉化石帮助科学家解开了花进化之谜，这是一项十分有意义的重要研究成果。
　　通过分析，美国哈佛大学的研究人员确认了这只蜜蜂携带的正是兰花花粉块化石，并根据这种花粉块的结构，将其归到斑叶兰亚族。与现存种类比，这种花粉与在多米尼加发现的两种兰科植物花粉十分相像。利用现存55个属的兰σ糯信息，研究小组建立了一个兰花进化族谱，确定了该化石与现存兰花种类之间的亲缘关系，从而推测了它们可能的进化分支时间。经过测定，这块琥珀的年龄为1500万～2000万年。假设兰花的进化速率相对稳定，那么可以推测兰科植物的共同祖先大约生长在至少7600万年前，也就是白纪晚期。揭开兰花进化之谜是兰花学界期待已久的事情。
　　植物保护中的“旗舰”
    我国有着丰富的兰科植物资源和悠久的栽培与观赏兰花的历史。从我国古代的文学艺术著作中我们得知，早在公元前10世纪我国就有兰科植物的记载，北宋时期就有兰花画卷问世，13世纪就有兰花专著出版。近年研究表明，我国对兰花栽培与观赏的历史大致始于唐朝后期，即公元860～890年之间，在此之前，古人虽然留下了大量咏兰、颂兰的诗词歌赋，但推敲起来并非真正的兰花，而是指可用来熏蒸、杀虫、沐浴、辟邪的唇形花科或菊科植物，诸如藿香、泽兰柿懔晗愕然ㄒ督韵愕闹参铩Ｎ夜野生兰花中有许多是世界级的花卉名品，如兜兰属、独蒜兰属等。兰科植物的一些种类还具有很高的药用价值，如天麻、铁皮石斛等。
　　兰花多为珍稀濒危植物，在受保护的濒危物种中占有很大比例。1973年由IUCN（自然保护联盟）建议各国政府联合识ǖ摹兑吧动植物濒危物种国际贸易公约》（简称CITES）中，我国被列入重点保护的植物约1300种，而兰科则占了1200余种，达90％以上，是植物保护中的“旗舰”类群。鉴于兰花的重要性，不少国家和地区将本地区所有野生兰科植物置于法律保护范围。
　　兰花保护在我国仍面临严峻挑战，最主要的问题是生境的破坏和丧失以及人为过度采集。迄今为止，我国仅有一个针对兰科植物而设立的自然保护区，由于种种原因，我国尚未将野生兰科植物列入《国家重点保护野生植物名录》，兰科植物的保护在我国尚缺乏法律依据，这给实际保护和管理带来许多困难。此外，闲矶嘧匀槐；で的物种编目中，兰科植物种类收集不全，有些甚至没有兰科植物。上述种种问题的存在，使保护区对兰科植物的就地保护作用遭到严重削弱。兰花是一个特殊的植物群，对其进行研究，不论在学术、生物多样性保护还是产业可持续发展等方面均有重要意义。
　　一个复系目蒲问题
　　兰花保护是一个复杂的科学问题，不仅取决于教育和经济的发展，相当大程度上还取决于兰科植物自身的生物学特性。需要对其生态学、种群生物学、传粉生物学、繁育生物学以及其他生物学分支学科进行研究。近年来，我们已对部分种类开展了上述各方面的研究，但现参镒陨砬榭觯特别是引起兰花濒危的生物学原因等的了解，依然甚为贫乏或十分有限。
　　以传粉生物学为例，兰花具有极高的物种多样性，甚至有人称之为“进化大爆炸”。这种快速进化的特点之一，就是其进化过程与传粉者密切相关。多数兰科植物具有防止近缘种杂交的机制，现只制主要是由各种机械或生态因子形成的，如不同的传粉者以及不同的开花期等，传粉生物学对研究兰科植物的进化和适应具有重要意义。但总体而言，有关兰科植物传粉生物学的研究，主要集中在欧洲和北美等地区，而在亚洲有关的研究资料极为缺乏，我国也只作过几例研究，与我国细坏睦伎浦参锛不相称。广泛开展传粉生物学研究，尽可能多地了解中国兰科植物类群的传粉式样和传粉机制，是今后相当长时期内的重要任务。
　　在兰花保护生物学研究方面，兰科植物具有复杂的生活史，一方面，它需要特定的真菌来帮助其种子进行萌发；另一方面，兰科植物需咸囟ǖ拇粉者来帮助其实现受精。如此，兰花对生态环境的影响非常敏感，特别需要人类的保护。但如何采取有效的保育措施来保护这些受威胁的兰科植物，不仅取决于教育与经济发展状况，还必须对兰科植物自身有一个全面深刻的认识。我国在有关兰花保护方面所开展的研究还远未达到厦嫔羁倘鲜端要保护植物的水平，目前对兰花的研究工作仍侧重于分类描述和系统学研究方面。
　　加强兰花基础性研究与保护
　　开展对我国兰花的研究和保育是世界兰科植物研究和保育工作中的重要组成部分，而我国兰科植物的复杂性使这项工作难度极大。准确、全面地收集细鲋值姆植嫉氐恪⒎敝程卣鳌⒋粉媒介、生境需求、相对居群数量和大小，以及居群的遗传结构等基础资料，既是科学评价物种濒危等级的重要依据，也是制定具体保育措施的科学基础。
　　通过几十年的工作和积累，我国科学家基本掌握了中国兰科植物的分类和分布状况。但由于中戏员辽阔，从事兰科植物研究的人员有限，调查覆盖的地区以及调查的深度均受到一定限制。现有关于兰科植物的资料，特别是有关地理分布方面的资料仍很欠缺，许多新类群的发现和新的分布记录报道，均表明兰科植物的分类和地理分布调查仍有大量工作要做。除兜兰属、独花兰属等少现掷嗤猓其他绝大多数兰花的生态学和生物学特征、居群数量和大小以及居群遗传结构等方面的工作仍是空白，这必然影响对兰科植物物种濒危级别的准确认定，以及保育策略的制定，继续加强对兰科植物的基础性研究仍然十分必要。
　　建立自然保护区是进行物种就地保护的有效方希特别是兰科植物，由于鉴定和识别难度较大，而我国目前又未将整个兰科植物纳入保护法律系统下，使建立自然保护区成为保护兰科植物的唯一途径。因此，尽快在现有资料的基础上，在兰科植物种类丰富的地区建立保护区、保护小区、保护点和禁采地，是实行就地保护的当务之急。同希规模繁殖不仅可以为迁地保护提供技术上的可行性，而且是开展“回归”工作和恢复野生居群的基础。如规模繁殖成功，还可以极大减缓对野生资源的需求压力。为此，开展规模繁殖的研究也是目前中国兰科植物保育工作中最为迫切也最为重要的课题。

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