马政旭发现的新种墨喉南星(Arisaema melanostomum)(供图 / 马政旭)
对于每一个大自然的欣赏者与探索者来说,最为激动人心的事情想必莫过于发现一个全新的物种了!自1753年林奈先生创立“双名法”之后,分类学更是以突飞猛进的速度发展着,几百年以来,在众多分类学家的努力下,数以十万计的新类群被发现与描述。而我也对此,特别是天南星科,非常着迷,但不曾想这个爱好却改变了我的人生。
天南星科(Araceae)是一個非常神奇的类群,它同时拥有世界上花序最大与最小的植物——巨魔芋(Amorphophallus titanium)VS无根萍(Wolffia arrhiza),前者花序释放的恶臭在方圆几百米内便可闻到,而后者的花序却需要在显微镜下才可看清。
一般来讲,天南星科植物的花大多小而排列密集,形成肉穗花序,而肉穗花序外面常包有一层特化程度极高、颜色美丽的苞片,称为佛焰苞。值得注意的是花序并不是一个我们狭义上理解的单体花,而本质上却是一个花的集合体,上面每个雌蕊都会独立发育成一个完整的果实。不过与之相对的便是天南星科植物结构极为简单、特化程度很低的花,它们拥有三基数的花被片、雄蕊和心皮(组成雌蕊的基本单位),而在较为晚出的类群中花被片甚至完全退化掉了。
浮萍(lemna minor)(供图 / PPBC 摄影 / 乔永海)
传统意义上的天南星科还包含了菖蒲科(Acoraceae),但与浮萍科(Lemnaceae)没什么关系。但由于近30年分子生物学的迅猛发展,经典分类学的分类方法却遭遇了挑战。基于DNA的系统发育分析指出菖蒲科位于整个单子叶植物最基部的支持率最高,其应为所有其他单子叶植物类群的姊妹群。而原先本以为关系不大的浮萍科却是“嵌”在了天南星科
之中。因此,依据支序系统学的单系原则,浮萍科被归入了天南星科,成为了浮萍亚科(Lemnoideae),而菖蒲科也因此另立门户了。但传统浮萍科与传统天南星科两者演化史上形态的分化却仍然是个谜——迄今为止只有化石证据微弱地显示着两者形态上的联系。
天南星科植物在我们的日常生活中并不陌生,比如火鹤花(Anthurium andraeanum)、绿萝(Epipremnum aureum)和龟背竹(Monstera deliciosa)等都是世界范围内都很常见的室内花卉;
而芋(Colocasia esculenta)和魔芋(Amorphophallus konjac)等植物更是在东亚与东南亚地区具有悠久的栽培和食用历史。
北京植物园的巨魔芋(Amorphophallus titanium)(供图 / PPBC 摄影 / 陈又生)
从很小的时候我就对自然,特别是植物,非常着迷。四年级时,我在一次偶然的散步中发现了一种奇怪的植物,它奇怪的花序结构立即深深地吸引了我。在查阅了相关文献之后我才知道,这个长得像眼镜蛇一样的花序原来就是天南星科的半夏(Pinellia ternate)!在查阅了更
多的信息,特别是看到关于北京巨魔芋开花的报道之后,我对这个类群的兴趣更是一发不可收拾——天南星科植物的花序结构变化之大、颜色之绚丽远远超出了我的预期,而由此为起点,我也开始了对植物学的正式学习。
天南星科植物岩芋(Remusatia vivipara)(供图 / 马政旭)
我先是阅读了《中国植物志·第十三卷 第二分册》,搞懂上面的每一个术语,熟悉上面记录的每一个物种,而后我又自学并熟读了《中国植物志》英文版(Flora of China)的天南星科部分。2013年,我与中国天南星科分类专家李恒老师相识,在往来的1000多封邮件交流中,老师使我系统性地了解了这个神奇的类群,而我也在那时选定了以天南星属作为我第一个攻克的类群。为了研究这些植物,同时满足自己的爱好,自2012年开始,我自费到滇西北与滇东南地区,进行了七八次植物学考察,特别是重点研究了丽江地区的天南星科植物。而也就在这段时间,我人生中第一次发现了一个天南星科的新种。
2015年夏天,当我们的考察任务结束后,我便与司机一起向一片河谷探索——那是一片我从未到达过的地区,而经过一天的考察也并未有什么新收获。我悻悻地在返程途中睡着了,而正当我睡眼惺忪地望向窗外时,几张硕大的三全裂叶出现在了眼前飞驰而过的桤木林中。通过不断学习所积累的知识以及对植物的敏感,脑海中十几个学名闪现而过,我赶忙叫停了车,去一探究竟。到了路边的林子中,果然一种“极为普通”的植物正在开着花,那正是我所专注的类群——天南
星科。
林下尽是一些我不认识的核心真双子叶植物,而最为扎眼的却是那浑身上下“毛茸茸”的荨麻。“这个有毒,不能摸!”我指着其中的一丛向众人嘱咐道,然后便一头扎进了那几片大叶子中。
放眼望去 ,这些大叶子实在是太“普通”了,绿色的假茎,绿色的叶,绿色的苞片,绿色的附属器,一切的一切都那么的普通……找遍浑身上下,恐怕只有它那裹藏在花序轴最深处的合生雄蕊与掩埋于地下的块茎才显得略微特殊
一点了吧!
同行的大人们见我竟然如此细致地观察与解剖着这一路边的“杂草”,都深感不解:“这样的草我们家乡遍地长啊!”我无暇回答他们,而是一边观察一边思考:它腋芽突出的地下茎、三全裂的硕大叶片、无白脉的佛焰苞管部、淡色且具网脉的佛焰苞喉部、稀疏的雌蕊群與先端渐尖且略微前弯的附属器,瞬间让我将其身份从近30万种植物中锁定到了西南山地干热河谷地带中特产的一类天南星属植物——香南星组(A. sect.Odorata),一个仅有不到10个物种的分组。不过,此般怪异的表型却深深地吸引了我,令我百思不得其解。
突然我大叫一声,原来是思考太深,全然忘记了自己正蹲在一个陡坡上,险些滚下去。所幸只有手掌代替我的脸与荨麻进行了一次“亲密接触”。于是我这才连忙停下手下的工作,采集了5份带有完整花序的活体样本,匆匆离开。
当晚,回到住所内,我同偶遇到的一位研究象牙参属(Rosco- ea)植物传粉的缅甸植物学家朋友“炫耀”今天的收获,正当我介绍得起劲准备拿起样本侃侃而谈的时候,那个名字却卡在了喉咙里叫不出来——不论从哪个角度我都无法在脑海中找到一个合适的学名——只能以“Arisaemasp.”代称之,草草收场。
意识到了事情并不简单,我回到房间做的第一件事情便是把这些活体组织处理成标本。将植株的地下茎切除以作为活体材料保存,而叶片与花序则按照我自己的习惯按序摆好,精细地压制进了一份份干燥的报纸当中,也就是我们常说的“压标本”。
由于学务繁忙,2016年我需要参加中考,回到北京后这号标本很快就沉睡在我堆满樟脑的标本柜中了。不过我仍未忘记它,两年里我翻遍了我所知的所有植物学数据库,如国际植物名称索引(IPNI)、多伦多公共图书馆(TPL)、“热带”在线植物数据库(Tropicos)……甚至先后多次进入中国科学院植物研究所标本馆与中国科学院昆明植物研究所标本馆进行了细致的标本研究。最终,2017年我与欧洲的同行学者取得了联系,我们一致认为这是一个新种,与有史以来的任何一种植物都不同。于是在2018年,我发现的第一个新种,长筒南星(Arisaema longitubum),诞生了。
马政旭发现的新种长筒南星(Arisaema longitubum)(供图 / 马政旭)
马政旭在中科院植物所标本馆查找标本(供图 / 马政旭)
发表一个新种虽并不能完整地检测一位分类学家的学术能力,但长筒南星的发表着实可以作为我工作的一个阶段性验收。当然,我的工作还在继续,前方未知的事物还有很多。迄今为止我已经发表了三个新种,而他们背后的科学问题更是令我深深地着迷,令我乐此不疲。
就在前两年,也就是2017年,当我第一次参加在哥伦比亚举行的第十二届国际天南星科植物大会(XII International Aroid Conference)的时候,凭借着我对于天南星属植物的理解,我的报告博得了全场同行学者们的掌声,并赢得了本届大会的“最佳报
告奖”。而就在2018年9月份,我更是万分荣幸地成为了国际天南星学会(International Aroid Society)的15名理事之中的一员,并任职为学会下属学术期刊《国际天南星学会会刊》(Aroideana)的编委。
野外考察中的马政旭(供图 / 马政旭)
事实上,我在数理逻辑、记忆力与表达能力上都没有过人的天赋,唯一支撑我走下去的动力便是我对于植物学的兴趣——感念7年前的那场邂逅,是它改变了我的一生。同时,也是这个特殊的兴趣让我明白了人生真正的核心价值正是在于自我实现,这不能简单地用货币来衡量。而我生命的意义也正是在于探索,在于开拓,而非墨守成规、庸庸碌碌,毕竟我的每一个发现都代表了人类又从认知的边缘向前迈出了一小步,而科学的进步、技术的腾飞也正是这些微不足道的发现与探索累积而成的。
第十二届国际天南星科植物大会参会人员合影(供图 / 马政旭)