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Pokémon GO ! 发现新的肉食植物!

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日报标题:现实版 Pokémon GO:去发现新的肉食植物

林十之,出没地点诡异,罕见度极高,非常难捕捉。

最近 Pokémon GO 火得不得了,周围的小伙伴们都在拿着手机满大街乱跑。而我呢,虽然没有玩这个,但也在忙着更有意思的事情!那就是钻进崇山峻岭里面,找寻新的肉食植物,可以说是现实版的 Pokémon GO 呢。

其实这个课题并不是我博士课题的主干(嘛虽然我的博士课题本来就被我找导师要的各种五花八门的项目弄成了一团散沙,不过这个课题本来完全不在我的 proposal 里面),是我自己从导师那里要来的。所以先要讲讲我为什么会做这个。我们实验室去年毕业的 Greg 是做天南星目叶绿体基因组学和系统学的,去年发了篇文章,硕士毕业就走人了。他的研究中发现天南星目中有一些类群在丢失叶绿体基因,并且基因丢失有三次起源,两次起源都在海洋沉水植物里面,推测可能是由于海洋贫氮环境迫使这些海草丢掉了叶绿体中一些无关紧要的基因。但很意外地是,在海草之外还发现了一次叶绿体基因丢失,这就非常出乎意料了。因为那是一种完全不起眼且看上去非常正常的植物,完全没有理由会去丢失叶绿体基因。(由于导师嘱咐我闷声发大财,我就不具体透露该植物的信息了)

目前共发现有三类植物在丢失叶绿体基因:水生植物、异养植物和肉食植物。异养植物丢失叶绿体基因的原因是因为不需要进行光合作用造成的叶绿体基因组退化,水生植物和食虫植物则可能是因为贫氮环境迫使它们丢掉一些不重要的基因。那种植物既不是水生植物,也不是异养植物,剩下唯一的可能就是肉食植物了。但这个假设连我导师都觉得脑洞太大,因为这种植物并不罕见,之前又从来没有肉食性的报道,唯一跟肉食行为沾点边的就是其具有粘性的腺毛,但这种特征作为保护机制在植物界也并不罕见。况且发现新肉食高等植物类群的难度在植物学界堪比登月。目前共仅有 5 个目 12 科 20 属有肉食植物,总共至少 9 次独立起源(Givnish, 2015)。而这其中的大部分类群的肉食性都早在 18 世纪的达尔文时代就已经为人所知了,在对植物的了解比起达尔文时代已经深入不少的今天,新肉食植物的报道更是凤毛麟角,而且都能够登上顶级期刊,在植物学界引起轰动。我们可以看看最新发现的肉食高等植物:

菲尔柯西亚属(Phicoxia),2012 年发现其肉食性,文章发表在 PNAS 上;

螺旋狸藻(Genlisea),1998 年证实其肉食性(大家其实一直都觉得它是,就是找不到证据),Nature ;

而目前在单子叶植物里面仅有两科(凤梨科和谷精草科)三属四种肉食植物的报道,且都没有强有力的证据证明它们有分泌消化酶的能力,应为需要微生物帮助消化的原肉食植物(Proto-carnivorous plant)。目前所有大量分泌消化酶的真肉食植物(True carnivorous plant)都位于真双子叶植物。

发现新肉食植物很困难,发现真肉食单子叶植物更是史无前例,所以导师也觉得自己想多了,就并没有在这上面花太多的功夫。

但我却一直就觊觎着这个课题,虽然这是类似于上世纪以前博物学一样的课题,可能没有现在这些分子层面的课题那么 fasion,但这才是我小时候每周坐在电视机前收看《人与自然》的时候,看着那些博物学家们在山野雨林中与各种珍奇动植物为伍,自己两眼放光豪情万丈心砰砰直跳憧憬着的未来了。作为一个从来不让任何人指导我的人生不断疯狂作死着的做梦者,我是绝对不会放过这一千载难逢的机会的。

尤其是在帮知乎写完电子书《进击的植物》后,我自己也进一步加深了对肉食植物的认识(大家想进一步了解肉食植物也可以看看此书哦,其中有三分之一的篇幅是介绍新发现的肉食植物的),查阅北美植物志发现该种植物的某些类群是生活在沼泽中的,跟很多肉食植物的生境相仿。再到本校标本馆泡了一下午,仔细检视标本,发现有几份的标本记录中提到其跟茅膏菜和捕虫堇共生,更是增大了其为肉食植物的可能性(最新发现的菲尔柯西亚属被怀疑是肉食植物的主要证据之一也是其跟别的肉食植物共生);然后在解剖镜下仔细观察其布满腺毛的茎干,的确比一般的植物粘性要大,上面粘了不少黑色的可能为昆虫残渣的物质,但由于不是新鲜材料,无法确认,所以去一趟野外是势在必行了。

八月初从美国开完植物学年会回来,由于生长周期马上要结束了,再不采就只能等到明年夏天,我简单地跟导师打了个招呼,就拿上标本夹、花盆铲子、硅胶袋,租来系里的卡车,跟隔壁做群落生态遗传学来自加州的博士小哥 Evan 向有标本采集记录的野外进军了。

第一波是去北部的山区,出发的时候最担心的还是找不到我的植物呢,因为最近的采集记录都是 80 年代了,很有可能因为栖息地的变迁而消失了。

爬了一会儿山,山上有一片湖泊,景色非常漂亮。湖泊的周围就有很多沼泽。当看到我的植物在沼泽中大量生长着的时候,我心里的石头才落了地。

沼泽中生长着大量的圆叶茅膏菜(Drosera rotundifolia)和紫花捕虫堇(Pinguicula vulgaris

然后就是本尊了!我的 Pokemon 。正值果期,有鲜艳的红果子,非常好找。

三连拍:找啊找啊找。。。找到了赶紧观察。。。找到了!

然后开始怀着忐忑的心情仔细观察我的植物。用手试了一下茎,果然粘得不行,仔细找寻捕虫的痕迹,也没有让我失望,找到了好些个虫子。

粘住的多为鞘翅目膜翅目双翅目昆虫,并能捕获一些大型昆虫。猎物并没有什么专一性。还惊喜地发现了两只石蝇(我还从来没见过石蝇)!

然后用硅胶带进行 DNA 采样,压标本,用铲子将一些植株移植到花盆中准备带回去做一些植物生理学的实验验证其食虫性。Evan 则在一边给我放哨,一有游人经过我就停止作业,装作蹲在沼泽边上看风景。Evan 特别害怕被环保“爱好者”发现,指责我们偷挖植被破坏环境。他在野外采样的时候曾经有过这样的遭遇,场面甚是不堪,给他留下了颇大的心理阴影。(You scientists are evil! Get out of the earth! Stop fucking her! )

Evan 则对高山植物群落特别感兴趣,正在捧着本地植物图鉴进行植物鉴定。他每鉴定出一种没见过的植物就会在图鉴上做标记,目标是标记完整本图鉴。Evan 最近刚入门鸟类分类,听到或是看到鸟都会停下来,冥思苦想一阵,然后说他不知道是什么鸟 ORZ。

第一波搜索行动完满完成,没时间休息,我们又马不停蹄地赶往东南部的山区,希望能够在果期结束之前采到该属的另外一种。这次的采集记录来自我们实验室做植物区系的博士生 Erin,她三年前曾在那里采到过,本来以为这次的采集行动会比上一次顺利。然而没想到我们在山沟中的石子路上一路颠簸,拿着 GPS 边开边找,却怎么都找不到采集地点。山路标示不清晰,我们还走了不少回头路。一大清早出发,看着都已经下午三点了,毒辣辣的太阳让整个车厢变得如同烤箱一样,真是绝望。后来索性停下车沿着山坡披荆斩棘一路走到河边,却完全找不到我的植物的踪影,整个环境也不像是它能生长的。最后只能站在河边欣赏一下美景,望河兴叹。

正当我郁闷地打算打道回府时,Evan 说我们最后再沿着马路走走吧,Erin 他们也不可能走到很深的林子里面去,一定都在马路附近。然后忽然在路边的一条小溪流边,我看到了我的植物那鲜红的果实,“Oh! I find it! I find it!”我高兴得叫了起来,Evan 说我兴奋得像个孩子一样。

这个种的生境跟前一种的沼泽不同,是在一条阳光充沛的小溪流旁边,跟木贼、莎草科等植物共生。还有北美主产的火焰草(Castilleja),是列当科的一种半寄生植物,也是很有研究价值的植物。

终于找到这个采集地的时候已经是下午四点了。顾不得高兴,赶紧拿出行头进行采集、移植。

也能看到粘了一些很大的昆虫。

我和 My precious 的合影!

在那里呆了近一个钟头,我们就得趁天还没完全黑赶紧开车打道回府了。跟去程的焦灼绝望的心情不同,回程的时候我跟 Evan 都疲惫不堪,兴奋劲过去后,也得找点事情来打发时间。我看他一直在切电台,还埋怨现在电台放的歌都太 cheap ,他很怀念以前电台里发的那些经典摇滚、乡村和爵士乐。我不太听摇滚和流行音乐,但猜他大概会喜欢昆汀塔伦提诺和大卫林奇,因为他们都爱在自己的电影中像粘贴画一样运用各种老派流行乐,也算是好莱坞流行音乐品味最好的两个导演。试探着问了他一下,果不其然,他是这两位的粉。于是顺利地把话题转到我擅长的电影领域,一聊就聊了一路。

此行大获成功,可以确定这种植物起码是个原肉食植物了。导师也很兴奋,当我给他做汇报的时候,自己已经先马不停蹄地做了一部分实验了。但要搞大新闻我就需要验证它是真肉食植物,这就需要在实验室做一系列植物生理学的实验了。采样只是一个简单的开始,我将会在今后给大家展示实验室内的各种奇趣研究经历!


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