經(jīng)過5代人近50載接力,“中國孢子植物志”已部分探明我國豐厚的“家底”:4330余萬字的鴻篇巨制記錄了我國424科2255屬19652種孢子植物。
“在黨的百歲生日之際,我們以此作為獻(xiàn)禮!”在7月6日舉行的“中國孢子植物志向中國共產(chǎn)黨成立100周年獻(xiàn)禮成果匯報會”上,中科院院士、中科院微生物所研究員莊文穎說。
“物種是基因的載體,我國豐富的孢子物種多樣性是生物資源的寶庫。當(dāng)前,生物經(jīng)濟(jì)正處于起步階段,孢子植物志將是自然界生物多樣性和生物經(jīng)濟(jì)時代之間的橋梁。”“中國孢子植物志”編研工作的發(fā)起人之一、中科院院士魏江春說。
摸“家底”,打造中國孢子植物的信息庫
“種子是裸子植物和被子植物的繁殖體,而‘孢子’就是孢子植物和真菌等生物的‘種子’和繁殖體?!蔽航合蛴浾呓忉屨f,我國地域幅員遼闊,陸生和水生孢子植物資源極其豐富。
1972年,在北京友誼賓館召開中國科學(xué)院計劃工作會議上,魏江春與中科院院士、中國海藻學(xué)研究奠基人曾呈奎先生一起提議設(shè)立中國孢子植物志編委會,以摸清我國相關(guān)生物資源的“家底”。
1973年,“中國孢子植物志”應(yīng)運(yùn)而生。
“中國孢子植物志”與《中國植物志》《中國動物志》并稱“三志”,是記錄我國孢子植物物種資源、形態(tài)解剖特征、生理生化形狀、生態(tài)習(xí)性、地理分布及其與人類關(guān)系等方面的系列專注。其編研對象包括非維管束孢子植物和以孢子進(jìn)行繁殖的菌物,包括《中國海藻志》《中國淡水藻志》《中國真菌志》《中國地衣志》及《中國苔蘚志》五個分志。
截至2021年6月,“中國孢子植物志”已出版113卷冊,記錄了我國孢子植物424科2255屬19652種,附圖版14246幅,總字?jǐn)?shù)達(dá)4334.3萬字。
“這是經(jīng)過48年的努力,全國102個單位的370位作者的共同成果?!蔽航赫f。
已出版的“中國孢子植物志”,是對我國孢子植物進(jìn)行考察、收集和分類研究的結(jié)晶,是我國孢子植物資源的綜合“信息庫”,也是重要的生物資源“寶藏”。
以《中國海藻志》(已出版6卷15冊,共7卷24冊)為例,該志涵蓋藍(lán)藻門、紅藻門、褐藻門等7大門類,半個世紀(jì)來采集海藻標(biāo)本18萬余號,完成館藏標(biāo)本數(shù)值化4.5萬余號,部分標(biāo)本數(shù)據(jù)(1.6萬號)已上傳國家標(biāo)本資源共享平臺?!斑@些標(biāo)本不僅是海藻志編寫的堅實基礎(chǔ),未來還將實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字共享。”中科院海洋所王旭雷博士說。
中科院水生所研究員胡征宇介紹,目前,《中國淡水藻志》已出版23卷(共29卷),相關(guān)內(nèi)容被用于指導(dǎo)地方環(huán)境保護(hù)、服務(wù)旅游開發(fā)等,如編研團(tuán)隊對長江干流、三峽庫區(qū)、赤水河、鄱陽湖、金沙江等浮游生物和著生生物多樣性開展的調(diào)查;對四川、貴州紅石灘以及西北干旱區(qū)“玫瑰色”鹽湖形成機(jī)制的解析,相關(guān)成果在《中國國家地理》刊出后引起關(guān)注,拉動了當(dāng)?shù)芈糜钨Y源。
真菌,是生命世界里除昆蟲之外物種數(shù)量最多的生物類群。據(jù)莊文穎介紹,目前我國已知菌物2.1萬余種,40年來“翻了3倍”。其中,已出版的《中國真菌志》(62卷)包含905屬8873種真菌?!斑@些編研的過程不僅是從自然界發(fā)現(xiàn)新物種的過程,也是開發(fā)利用生物資源、建設(shè)人才梯隊的過程?!鼻f文穎說。
48載“磨劍”,從學(xué)科“空白”到資源發(fā)掘
“在五個分志里,《中國地衣志》的基礎(chǔ)是最差的,其他四個志不管從科研隊伍還是研究成果都有一些積淀,而地衣學(xué)這兩個方面都是‘零’?!睍希航夯貞?。
1956年,中國真菌學(xué)奠基人戴芳瀾先生的建議下,中國科學(xué)院應(yīng)用真菌學(xué)研究所(微生物所的前身)從中科院植物所分離出來后,才派人去前蘇聯(lián)學(xué)習(xí),填補(bǔ)地衣學(xué)科的空白。魏江春就是其中之一。
至今,他仍清楚地記得,《中國地衣志》編研之初,人員僅有三、四人,標(biāo)本也只有從國外交換的以及他們從8省采集的少量樣本,被放置在微生物所一個15平方米房間的柜子里。
“現(xiàn)在,我們的地衣標(biāo)本已經(jīng)有15萬號,分布在全國十多個單位的地衣標(biāo)本室,成為科學(xué)研究的珍稀資源。改革開放以來,研究生制度結(jié)合地衣志的編研,也培育了一批我國地衣學(xué)的新生力量?!蔽航赫f。
今非昔比,中科院植物所研究員吳鵬程對此也深有體會:“1955年以前,苔蘚植物學(xué)在中國基本上是空白的。幾千種苔蘚植物沒有一個中文名字,也沒有一個模式標(biāo)本,甚至連苔和蘚的概念也十分混亂?!?/p>
“實際上,1880年代就有外國人到中國采集了大量的標(biāo)本,但沒有給我們留下一份。我國苔蘚植物學(xué)奠基人陳邦杰先生曾說‘必須要有中國自己的研究者’?!彼a(bǔ)充說。
在他看來,國家的長期支持是孢子植物志完成的基礎(chǔ),保持了人員穩(wěn)定、實驗器材、野外科考和成果出版。目前《中國苔蘚志》已出版10卷,不僅揮別了學(xué)科“空白”,而且挖掘出豐富的基因資源。
“經(jīng)過30多年的研究,國人不僅了解了‘青苔是什么’,還知道它們與環(huán)境有著不可分割的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)苔蘚(如小立碗蘚)蘊(yùn)藏著極佳的耐旱抗旱基因資源,蘊(yùn)含著新藥開發(fā)的前景?!眳蛆i程期待,有朝一日,具有抗逆基因的苔蘚植物能夠成為空間科學(xué)實驗的“新寵”。
據(jù)統(tǒng)計,從1993年至今年6月,“中國孢子植物志”共獲得經(jīng)費6379萬元。對于一部持續(xù)編研48年、集結(jié)百余家單位科學(xué)家的鴻篇巨制來說,這樣的經(jīng)費并不多,卻為中國孢子植物學(xué)科發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
“已出版的‘中國孢子植物志’是在我國老一輩科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)和支持下形成的寶貴科學(xué)財富,在未來生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究、資源保護(hù)及開發(fā)利用等方面發(fā)揮著不可替代的作用。我們要繼續(xù)堅守初心,發(fā)揚(yáng)老一輩科學(xué)家求真務(wù)實的精神,把五大分志完成,讓科研成果惠及更多人?!蔽⑸锼彼L向華對《中國科學(xué)報》說。
下一個百年,領(lǐng)跑生物信息時代
從1973年至今,“中國孢子植物志”已經(jīng)歷5屆編委會——王云章、曾呈奎、魏江春先后擔(dān)任主編。接下來,“接力棒”將交到莊文穎手上。
在莊文穎看來,半個世紀(jì)以來,我國孢子植物志的編研已經(jīng)取得了豐碩的成果,不過,下一步的任務(wù)仍然艱巨。
譬如,她表示,《中國真菌志》的編研,涉及的類群不僅是真菌還包括卵菌和黏菌,當(dāng)前不少類群仍無人問津,迫切需要深入探討。同時,隨著我國真菌物種數(shù)量的增加,需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究的系統(tǒng)性。此外,隨著國家志書編研經(jīng)費投入的增加,應(yīng)加速人才培養(yǎng),推進(jìn)基礎(chǔ)研究與資源利用協(xié)同發(fā)展。
“國際化”也是“中國孢子植物志”的另一個趨勢。鑒于所取得的成就,不少外國學(xué)者聯(lián)系其編委會推出“英文版”。目前,《中國苔蘚志》和《中國海藻志》多卷冊已推出英文版,《中國地衣志》(英文版)已簽訂了國際合作意向書并成立了國際合作編輯委員會。
“現(xiàn)在,分子生物技術(shù)已深入到孢子植物分類學(xué)當(dāng)中,按照國際最新的分類系統(tǒng),在英文版中進(jìn)行重新編排,有助于為我國開發(fā)相關(guān)資源、促進(jìn)學(xué)科發(fā)展起到積極作用,推進(jìn)國內(nèi)國際學(xué)術(shù)雙交流相互促進(jìn)的新發(fā)展格局?!蔽航赫f。
他提出建設(shè)“三大存取系統(tǒng)”:物種信息、物種標(biāo)本、藻類培養(yǎng)物存取系統(tǒng),從而把生命科學(xué)研究與資源利用密切結(jié)合起來,構(gòu)建從自然資源到生物經(jīng)濟(jì)的橋梁。
“結(jié)合英文版的啟動,進(jìn)一步完善‘中國孢子植物志’的編研任務(wù),以三大存取系統(tǒng)為目標(biāo),經(jīng)過年輕一代孢子植物學(xué)家的努力,將使我國孢子植物植物志的編研處于世界領(lǐng)跑地位!”魏江春說。