杭州发现两种新“韭菜” 国家一级重点保护 不能炒鸡蛋

近期，杭州水生植物专家陈煜初和武汉大学刘星教授团队在《Phytotaxa》期刊上发表了《基于形态学和分子证据鉴定中国东南地区的两个水韭属二倍体新种》一文，正式发表了水韭属的两个新物种——生长于径山长乐林场的长乐水韭 (Isoetes changleensis) 和黄湖镇赐壁村的余杭水韭 (Isoetes yuhangensis)。


2021-2022年，陈煜初发现这两个种群时，将它们记载为“中华水韭”。但随着植物学家们的深入研究，发现这两处水韭和其他地方有所不同，可以独立为新的物种，于是根据发现地，将它们命名为长乐水韭、余杭水韭。 根据《国家重点保护野生植物名录》，水韭属所有种均为国家一级重点保护植物。这样一来，余杭区新增两种国家一级重点保护植物。


水韭是韭菜吗？ 不是！ 水韭喜欢生长在水质结净的沼泽湿地中，外形酷似韭菜，但它是一种非常珍稀的极危孑遗植物。如果你在野外遇到了它们，可千万别带回家炒鸡蛋。 根据2023年发布的《关于审理破坏森林资源刑事案件适用法律若干问题的解释》，一株以上即构成危害国家重点保护植物罪！ 韭菜属于会开花的被子植物，而水韭则是通过孢子繁殖的蕨类植物，终生不会开花也不结果。此外，水韭没有韭菜那种浓烈香味。


↑余杭水韭 Isoetes yuhangensis 摄影 陈煜初 凑近观察水韭的叶，透过半透明的蜡质感表层，能隐约看见内部分成一隔一隔，逆光看则更加明显。如果看叶的横截面，这样分隔气室共有四个。


↑水韭的叶子 摄影 蒋天沐 如果完整的摘下一片叶，可以看到基部是白色半透明、勺状的。勺中间是一块黑色物体，这就是它们的孢子囊。


↑水韭的孢子囊 摄影 蒋天沐 水韭的“超能力” 一般的水生植物是直接透过叶子和茎干从水中吸收二氧化碳，因此在养分稀缺的水域，植物是无法长出密集群落的。而水韭偏偏喜欢生长在这种贫瘠的环境中，它有自己独特的应对之法。


↑拍摄于杭州市径山镇长乐林场 摄影 陈煜初 为什么水韭能在这类养分贫瘠的水域生长？答案在于它不是用叶子、而是“用根呼吸”的。 水韭的根有一个大大的中央气室，有一根维管束贴着它的外缘。水底淤泥中活跃着丰富的微生物，它们会释放大量的二氧化碳。这些气体穿过根的表面，向上扩散至根的中央气室，随后进入叶子。这样的方式为水韭提供了70%~100%的碳。


↑拍摄于余杭区长乐林场 摄影 蒋天沐 与之配套，水韭具备CAM（景天酸循环）生理过程。绝大多数植物只能够在白天进行光合作用，因此只能够在白天吸收二氧化碳。而具备CAM的水韭在晚上也能够进行一部分光合作用，它可以在晚上吸收二氧化碳并以化合物形式储存起来，等待第二天见光后履行植物生产氧气的“天职”。


↑拍摄于杭州市余杭区黄湖镇赐壁村 摄影 陈煜初 为什么水韭要这样呢？ 水韭目的演化可以追溯到距今3～4亿年的石炭纪和泥盆纪。 当时大气中的氧气含量还很低，过于充足的二氧化碳使植物没必要长出大型叶片来增加与大气的接触面积、提高吸收二氧化碳的效率。 为什么是新物种？ 尽管水韭属物种古老，且分布于世界各地，但不同物种之间的形态却非常相似，因此对水韭属进行鉴定一直是个难点。 近年来，结合孢子形态学、染色体数据和分子证据，水韭的神秘面纱正在慢慢被揭开。 水韭的孢子有大小之分，大的孢子是肉眼可辨的小球，小的孢子则过于细小，如黄沙一般。


↑水韭的大孢子，即雌配子，其孢子囊位于外部叶片的基部。 摄影 蒋天沐


↑水韭的小孢子，即雄配子，其孢子囊位于内部叶片的基部。 摄影 蒋天沐 扫描电子显微镜可以使我们进一步看清孢子的形态。 长乐水韭的形态特征是大孢子表面具瘤状和不规则皱波状纹饰，而余杭水韭的大孢子表面呈皱波状、具纤维状周孢子，正是孢子形态的微小差别，使它们与近缘种在形态学上区别开来。 结合分子证据，植物学家们将它们认定为新物种。


↑长乐水韭 Isoetes changleensis，大孢子表面具瘤状和不规则皱波状纹饰


↑余杭水韭 Isoetes yuhangensis，大孢子表面呈皱波状、具纤维状周孢 重要吗？ 目前，长乐水韭只在径山镇长乐林场西北部和东南部两处地方被发现，而余杭水韭仅产于黄湖镇赐壁村一处。分布少、数量少，需要得到严密的保护。 近年来，许多新的物种都在我们的身边被发现，这并不是因为它们“藏得太深”，而是我们对生物多样性研究的投入增加了，对物种的认知进步了。 每个新物种被发现，都为生物多样性的大厦添上一块砖瓦，新的版图、新的枝杈也正是这样一点点被开拓出来。 从2021年起，陈煜初及团队投身于对水韭的迁地保护和培育工作，目前已取得了许多进展。杭州许多地方，例如西溪湿地、建德新安江林场等都有引种繁育。 大家看到它们，别当成韭菜误摘回家了。