从深山老林走向世界前沿!河源县级科研团队是如何做到的?
4月21日23时,河源紫金深山一处办公室灯火通明。办公室内,广东紫金白溪省级自然保护区(下称保护区)管理处副主任叶钦良和同事李玉峰正登录《自然》官网,紧张地查证他们的论文是否发表。
23时15分,喜讯传开:论文在《自然·植物》正式发表!23时30分,《河源日报》源河客户端独家报道该新闻,次日,全国各大平台相继报道,全网阅读量超过200万人次,在全国掀起关注热潮,河源科研团队、河源良好生态再次走进大众视野。
《自然·植物》是《自然》子刊,是世界顶级学术权威期刊之一。谁都未料到,由教授级高级工程师、保护区管理处副主任叶钦良,林业工程师、保护区工作人员李玉峰、钟智明组成的保护区科研团队,再次登上世界专业学术舞台。他们主要参与的《有叶和无叶舌唇兰基因组揭示真菌异养植物的进化》论文正式发表,这是广东基层林业系统科学研究成果首次在《自然·植物》发表,也是河源市首次在该层级权威期刊中发表的研究成果。叶钦良为共同第一作者,李玉峰、钟智明为主要完成人参与研究。
这次科研成果科研含量高、意义重大:获美国康奈尔大学博士及《自然·植物》编辑高度评价,填补了全球兰科植物进化研究空白,破解了100多年未解的“鬼兰”进化之谜。
寻找“鬼兰”
兰花,我国十大名花之一,是公认的最具观赏价值的花卉之一。在紫金白溪,有一种兰花不需要叶子、根和阳光,一辈子生长在地底下,如鬼魅一般,只有开花的时候才会伸出地面,被称为“鬼兰”。2018年3月,国际专业学术期刊《Phytotaxa》发表了叶钦良与其团队成员在野外科考时发现的广东舌唇兰和紫金舌唇兰两个“姐妹”兰科新物种。
“鬼兰”如何生活,到底有何特殊能力?100多年来,全球的兰花专家为此绞尽脑汁,想办法寻找两个相近的物种进行比较,以弄清楚兰花真菌异养的分子机制。恰好,白溪“姐妹”兰符合样本标准。
作为研究样本地,白溪保护区为研究提供着全球唯一的样本数据。叶钦良介绍,“姐妹”兰是目前已全基因组测序兰花中最大的两个基因组,也是兰亚科第一次被测序的两种兰花。该成果填补了全球兰科植物进化研究空白,揭示了真菌异养兰花形态建成的分子基础和营养获取的分子机制,推动了科学界对真菌异养起源与演化的认知。
“它神出鬼没,给我们取样带来很大难度。”研究过程并不容易,叶钦良说,广东舌唇兰和紫金舌唇兰花期为每年的4月底到6月初,因所处保护区核心区内,每次监测从管理处进山往返需要2个多小时,比起身体的疲惫,最难的是在茫茫森林中寻找这“神出鬼没”的“姐妹”。叶钦良称,“姐妹”兰种子是尘埃状,每年生长的地点都在变化,保护区团队只能在往年兰花出现过的附近,一点点慢慢寻找,犹如大海捞针。“它的花期只有1个月,要想找到它,不仅要准,还要快。”
于是,每年的4月底至6月初,叶钦良与李玉峰、钟智明3人与时间赛跑,奔波于保护区核心区与办公室之间,监测“姐妹”兰动态,记录破土、生芽、开花数据并进行数据分析。按照一次往返20公里的山路计算,叶钦良团队每年往返15次,4年下来,步行总公里数达1200公里。“我们还要集思广益,绞尽脑汁想用什么样的对比数据来研究它们。”李玉峰称,研究是“体力”与“脑力”的双重考验。
守护“王国”
“只是更幸运而已。”提及骄人的成绩,叶钦良很谦虚,轻描淡写地把它归功于“运气”。但在业界看来,所有必然绝非偶然,而是有迹可循。“运气”来自白溪科研团队自身的实力和长期的坚守。
4月22日,在保护区举办《自然·植物》发表白溪省级自然保护区重要研究成果新闻发布会上,福建农林大学教授、中国植物学会兰花分会副理事长、论文共同通讯作者刘仲健在现场视频连线中如此评价白溪:“白溪是个非常特别的地方,拥有兰科的全部5个亚科,兰科种类达62种,是名副其实的‘兰花王国’。”刘仲健预测,兰花对温度、湿度、土壤等生长环境要求极为苛刻,白溪拥有兰花培育的“天时、地利、人和”,未来很有可能成为全国‘兰园’三代的保护基地。”
“兰花王国”背后是守护他们的“骑士”——白溪科研团队。保护区要开展保护首先要搞清楚保护谁?在保护区,生物多样性监测和调查等基础性工作必不可少。白溪自然保护区面积约5755.5公顷,从野外科考到专项调查,白溪科研团队靠着一双脚,踏遍白溪每一寸土地,耗时超过4年对全保护区植物进行调查、拍照、记录、制作标本,开展研究。李玉峰回忆,在最开始的普查阶段,他们几乎是“只要不下雨就要上山”,一边在路上对重点植物做标记,一边巡山打击破坏森林的犯罪行为。后来,普查数据更新后,他们就重点关注个别重点或濒危植物,临近花期就专门上山监测、记录,日复一日、年复一年,他们终于摸清保护区内所有物种,包括62种兰花。
刘仲健在发布会上感叹:“白溪团队作为一个县级科研队,能有如此的成绩实在了不起,他们为全国乃至全球兰花的研究做出了了不起的贡献。他们有求真务实的品格、开拓创新的精神和勇攀高峰的勇气。”
“新物种是老天爷给的‘惊喜’,是我们‘中彩票’。”团队的另一位成员钟智明谦逊地说道,开展野外作业的初衷并非为发现新物种,而是尽可能多地记录濒危、珍稀物种,尽可能摸清保护区家底。然而,意外的“惊喜”是给有准备的人——进山次数越多,偶遇概率越大。
一次次翻山越岭、一次次细心监测、一次次整装再出发……白溪科研团队的专注与认真,成功打开了白溪这座森林物种的“潘多拉”盒子。白溪,在他们一次又一次的重大发现中,散发着熠熠生辉的光芒,带来森林秘境的巨大惊喜,展示出一幅人与自然和谐共处的图景:2019年11月,发现全球数量超千株极度濒危物种大苞山茶种群,引起国家林草局关注,开启了大苞山茶极小种群调查与研究;2020年,发现全省数量最多的国家一级保护植物紫纹兜兰种群,开展了进一步的保护与研究;2020年8月,率先在全省省级自然保护区建立动物公里网格监测体系,60多部红外线监控摄像头实时监控;2021年9月,根据国家最新发布的2021版《国家重点保护植物名录》,发布紫金县及白溪自然保护区国家重点保护植物名录。
厚植“绿色”
“人不负青山,青山定不负人。”扎根在大山的白溪团队靠着自己的“脚底板”,踏遍了保护区山山水水、溪沟田壑,取得一系列科研监测成果。
2019年10月18日,河源市第一本县域植物专著——《紫金植物》发布,该书收录了紫金县域内野生维管束植物1708种,堪称紫金“植物白皮书”,主要作者为叶钦良团队。为完成书内生物多样性调查,他们走遍紫金18个乡镇的山山水水,调查了山岭、沟谷、河流、农田等各类生态系统,重点调查了白溪省级自然保护区和鸡公嶂等17个市、县级自然保护区,采集标本6000余份,拍摄数码照片2.2万余张,基本摸清紫金县野生植物资源本底。
中国林科院热林所教授李意德说,《紫金植物》不单单可以作为紫金、河源乃至粤东地区植物研究、农林生产、中药资源开发、自然教育和科普的参考书和工具书,更对河源生态资源保护、植物多样性健康发展、科学研究发挥重要作用,对于河源全域全面融入粤港澳大湾区生态融湾工程的实施,筑牢森林生态屏障具有重要的战略意义。2020年6月21日,紫金野生兰花著作《兰生于野—紫金兰科植物荟萃》发布,该书是紫金县继《紫金植物》后第二部县域植物专著,也由白溪科研团队完成,为河源兰花研究乃至全省兰花研究发挥重要作用。
2021年10月,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在我国云南昆明召开,生物多样性保护进一步成为人类共识,引起了叶钦良与同事们的强烈共鸣。自保护区成立以来,叶钦良与同事们始终以保护和修复好野生动植物赖以生存的家园为使命和责任,扎根在深山,耐住寂寞、吃得苦头,将论文写在广袤的森林大地里,用一项又一项重大的科研成果刷新人们对大自然、对河源生态的认知,推动生物多样性保护,增进人类对自然的深刻认知,促进人与自然和谐共生,弘扬生态文明。
行而不辍,未来可期。河源也必将在无数个像白溪科研团队这样绿色发展工匠们的齐心协力下,在生态文明建设的漫漫长路中,接续奋斗、勇往直前。