青藏高原植物于苦寒處綻芳華 各出奇招博昆蟲一顧

在上個月舉辦的第77屆威尼斯電影節(jié)“聚焦中國”特別市場展映活動中，國產(chǎn)紀(jì)錄片《喜馬拉雅的種子》一經(jīng)亮相，就贏得了各方點贊。

該影片以紀(jì)實的方式，介紹了青藏高原珍稀的野生植物資源，尤其是像塔黃、綠絨蒿等因獨特性而著稱的植物，它們在嚴(yán)酷的高原環(huán)境中為生存繁衍所煥發(fā)出的頑強(qiáng)生命力，十分令人驚嘆。

有“世界屋脊”和“地球第三極”之稱的青藏高原總面積約250萬平方千米，平均海拔超過4000米，是中國三大自然階梯中最高一級。在數(shù)千萬年的隆起和復(fù)雜的地質(zhì)、氣候變化過程中，生長在這里的植物也在不斷發(fā)生著變化，并擁有著常人難以想象的“智慧”。

抱團(tuán)取暖來抵御嚴(yán)寒

“青藏高原高寒地區(qū)的植物正是憑借自己的獨特本領(lǐng)，在高原頑強(qiáng)地生存和繁衍著。”曾在中國科學(xué)院青藏高原研究所任職，并多次參加青藏高原科考的中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園黨委書記、副主任楊永平研究員說，溫度和水分是影響植物生長的兩個最重要的環(huán)境因子。以藏北為例，年平均氣溫為0—3℃，最熱月平均氣溫也只有8—l0℃。

“在青藏高原西部的廣袤地區(qū)，年降水量不足100毫米，如何有效地抗旱保水，也是高原植物能否成功適應(yīng)環(huán)境的關(guān)鍵所在。”楊永平說。

為了應(yīng)對高原的低溫、干旱和強(qiáng)風(fēng)的惡劣環(huán)境，一些植物會通過緊密的植株排列和貼地的生長高度來保持小環(huán)境下的適宜溫度，類似于“抱團(tuán)取暖”。這種矮化的植物不僅能夠避免較低的氣溫對植物的凍害，同時還能避免強(qiáng)風(fēng)引起的強(qiáng)烈蒸騰導(dǎo)致植物水分喪失，以及土壤和巖層反復(fù)融化凍結(jié)引起的植物細(xì)胞缺水。

高山流石灘上的“墊狀植物”就是一種典型的矮化植物。墊狀植物是對具有球形或半球形表面的植物的總稱，有極端縮短的莖、密集的葉或者小枝，是植物經(jīng)過多年輻射性生長而形成的緊密簇生結(jié)構(gòu)。在喜馬拉雅地區(qū)，常見的墊狀植物有墊狀點地梅、雪靈芝、鉆葉風(fēng)毛菊等，通常分布在山地高寒草甸帶和高山流石坡稀疏植被帶之間，呈斑塊狀或者條帶狀分布。

這些植物堪稱高寒環(huán)境中的“工程師”，它們不但自己適應(yīng)了高寒、強(qiáng)旱等極端環(huán)境，還會改善生長位置及周邊生境的土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)、營養(yǎng)成分和水熱條件，為其自身及其他物種創(chuàng)造并維持一個條件更加優(yōu)越的、特殊的微環(huán)境。這種在墊狀植物內(nèi)部形成的微環(huán)境，還能夠顯著提高群落的物種多樣性和豐富度，在群落物種組成和結(jié)構(gòu)方面起著重要的調(diào)節(jié)作用。

“多功能外套”成防護(hù)神器

雪域草灘地、鹽湖或流石灘上，菊科風(fēng)毛菊花屬有眾多植物明星。如弱小火絨草全身披著白色或灰白色的絨毛;還有高山雪蓮，全株長滿白色長絨毛;近年由于一些植物科普紀(jì)錄片的傳播，擁有絨毛“大衣”的雪兔子也格外引人注目。

據(jù)了解，雪兔子是多年生、一次結(jié)實，根呈黑褐色，有紡綞狀分枝。它的莖直立，高達(dá)30厘米，全身披著稠密的白色、黃褐色或淺紫色的厚棉毛，這些棉毛的御寒保暖效果一點都不遜于科考人員身上的羽絨服，可避免凍傷。

可別小看了這件“外套”，它的作用可不止保暖這么簡單。楊永平解釋說，雪兔子能在高寒惡劣的環(huán)境中得以生存，全靠這件“秘密武器”。

記者了解到，雪兔子的絨毛可以起到三重防護(hù)作用：第一，高原山地受到的太陽輻射遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，長長的絨毛有利于雪兔子更好地抵御太陽輻射;第二，由于石縫的儲水能力較差，很難供植物生長所需，而雪兔子的大量絨毛可以更好地保留水分為己所用;第三，厚厚的絨毛也可以盡量保存花粉，作為繁衍后代的重要工具。

然而，并不是所有的植物都能擁有厚厚的絨毛，那些“衣著單薄”的植物也會找到其他辦法來防止自身水分散失，增加葉片表面的蠟質(zhì)層就不失為一個好主意。

針茅屬是多年生密叢草本植物，全世界約100種，主要分布于亞洲和歐洲的溫帶和暖溫帶地區(qū)。昆明植物所的研究人員此前在考察中發(fā)現(xiàn)，藏北高原上相對干旱的高寒草原地區(qū)生長著一種特殊的紫花針茅。

楊永平帶領(lǐng)團(tuán)隊利用三代測序平臺和技術(shù)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)紫花針茅在基因表達(dá)中優(yōu)化了紫花針茅合成蠟酯的功能。“葉片表面的蠟酯形成了一個蠟質(zhì)保護(hù)層，可減少水分蒸發(fā)，增強(qiáng)紫花針茅對干旱環(huán)境的適應(yīng)能力。”楊永平說。

各出奇招博昆蟲一顧

對于植物來說，開花的目的就是為了通過傳粉產(chǎn)生種子，進(jìn)而完成繁衍。植物的傳粉方式主要分為自花傳粉和異花傳粉，其中自花傳粉不需要依賴于傳粉媒介，一棵植物自身就能產(chǎn)生種子;而異花傳粉則需要媒介的幫助在不同植物間完成傳粉。在環(huán)境惡劣的高海拔地區(qū)，能夠為植物傳粉的動物種類和數(shù)量都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于內(nèi)陸。因此，高原植物為博昆蟲一顧都使出了渾身解數(shù)。

植物可以通過多種方式來吸引昆蟲，其中最主要的一種就是增強(qiáng)花的展示度以增加對昆蟲的吸引能力。用大而鮮艷、形狀特異的花朵“招蜂引蝶”，馬先蒿當(dāng)屬個中翹楚。楊永平說，列當(dāng)科的馬先蒿有600至800個種，許多特有種分布在青藏高原地區(qū)。馬先蒿最大特點之一是其花冠形態(tài)多樣，幾乎每個種的花朵都不相同，變化之多讓人眼花繚亂。

已有的研究表明，馬先蒿繽紛多樣的花冠類型是與其傳粉機(jī)制相適應(yīng)而長期演化的結(jié)果。顏色鮮艷、形狀各異的花朵，可以增強(qiáng)其對傳粉蜂蟲的吸引力。

而塔黃則開辟了與昆蟲“你為我傳粉，我替你養(yǎng)娃”的合作模式。常見于海拔4000—6000米區(qū)域的蓼科大黃屬植物塔黃，在經(jīng)過5—7年的風(fēng)雪考驗后，性成熟的塔黃便會長出高達(dá)1.5—2米的花序，由下向上逐漸變細(xì);花序外面一層一層包裹著大型半透明的奶黃色苞片。

在一片片低調(diào)的苞葉下，藏著一串串等待發(fā)育的花序。層層疊疊的苞葉，為花朵和各種各樣的昆蟲搭起天然的暖房。花序由下而上次第綻開，昆蟲在花序上爬來爬去，就會把別處帶來的花粉不經(jīng)意間抹到塔黃雌蕊的柱頭上，于是在不經(jīng)意間就幫助塔黃完成了授粉。

為了將來能繼續(xù)與這些昆蟲保持合作，塔黃還不惜貢獻(xiàn)出自己大約三分之一的種子給這些昆蟲的幼蟲作為食物。(趙漢斌)

關(guān)鍵詞： 青藏高原 植物