植物保护学报

野生植物保护保护兰科植物遗传多样性

 
华西蝴蝶兰
兰科植物有800余属近3万种,以其极为丰富的种类成为世界生物多样性的重要组成部分。
中国有记载的兰科植物有200多属1700多种,是世界上兰科植物种类丰富的地区之一,具有从原始到高级的一系列进化群。
白花兜兰图片来源:中国野生植物保护协会微信公众号
独特价值导致乱采滥挖
兰科植物具有较高的观赏价值和药用价值。
常见的观赏兰科植物种类包括兰属、蝴蝶兰属、卡特兰属、兜兰属、杓兰属、石斛属、万代兰属等。
82属的300多种兰科植物含有多糖类、茋类、酚类、萜类、生物碱类、黄酮类和甾醇等有效成分,可作药用。其中,铁皮石斛、石斛(金钗石斛、霍山石斛、鼓槌石斛、流苏石斛及同属近似种)、天麻、白及以及山慈菇(杜鹃兰、独蒜兰、云南独蒜兰)等,更是被纳入最新版《中华人民共和国药典》。
多年来,在经济利益的诱导下,乱采滥挖野生兰科植物的现象十分严重,加之栖息地退缩、生境恶化等,我国野生兰科植物资源受到严重威胁。
2017年对中国被子植物濒危等级进行评估时,结果显示,兰科是其中灭绝种类最多的科(4种灭绝、1种地区灭绝)和受威胁种数最多的科(653种)。
野生兰科植物种质资源库图片来源:中国野生植物保护协会微信公众号
兰科植物的濒危机制
物种的濒危机制是生物多样性保护的重大问题,是对濒危物种进行有效保护和持续利用的必要前提。
兰科植物的濒危原因包括内在因素和外界因素。
内在因素主要与兰科植物的繁殖生物学特性、居群生物学特点等有关。
兰科植物由于种子非常微小,无法贮存养分,且其萌发阶段所需营养依赖菌根真菌提供,所以,在自然条件下种子萌发率极低。
大多数兰科植物与传粉昆虫形成了协同进化关系,有些甚至形成了一对一的专性传粉关系,若传粉者受到威胁,将会直接影响相应兰科植物的结实、繁殖能力,进一步影响其生存。
此外,有些野生兰科植物居群个体数量过少,更易受到外界因素干扰而致濒。
外界因素主要包括生境片断化甚至丧失、气候变化以及人为干扰等。
兰科植物对生境的依赖性强,对栖息地的要求极为苛刻。土地利用方式的改变、人工林的发展,以及一些重大工程建设等,均会造成兰科植物生境的片断化与丧失。
生境的片断化与丧失,一方面直接影响到兰科植物的正常生长发育、繁殖等过程,另一方面危害兰科植物传粉昆虫和菌根共生真菌的生存,间接影响到兰科植物的传粉、种子萌发等繁殖过程,极大影响种群更新能力,导致野生兰科植物资源不断减少。
兰科植物与环境高度适应,温室效应和气候变化可以影响其生长发育和水分循环过程。通过观察深圳野生墨兰的生殖行为,发现其种群数量动态随气候变化而波动,气候暖化和降雨失衡成为其种群发展的致死因子。
许多兰科植物具有观赏或药用价值,容易受到人为过度采集,从而直接导致其种群数量迅速减少。对我国兰科植物多样性热点地区之一——西双版纳的兰科植物进行研究,发现兰科植物的濒危等级与其利用价值(药用或观赏)显著相关,说明该地区兰科植物濒危的主要原因是过度采集。
另外,对影响我国野生兰科植物物种丰富度的主要人文因子进行研究,发现随着公路密度增加,野生兰科植物丰富度将会降低,人为干扰造成更为严重的采集破坏。
国家兰科保护中心图片来源:中国野生植物保护协会微信公众号
保护遗传多样性至关重要
遗传多样性是物种适应环境变化的前提条件,其多样性水平决定了物种长期的生存能力和进化潜力。物种的遗传多样性越高,其适应环境变化的能力就越强。
遗传多样性的丧失往往是不可逆的,一旦遭到破坏几乎无法恢复,保护遗传多样性对物种的长期生存具有至关重要的意义。
植物由于固着生长,且生境被破坏无法自由迁移,只能被动地响应环境变化,因此保护遗传多样性对保护濒危植物来说,显得尤为重要。
兰科植物作为植物保护的旗舰类群,其遗传多样性研究工作一直受到关注。