本文內(nèi)容來自北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦、北京科學(xué)中心承辦、北京科技報社協(xié)辦的首都科學(xué)講堂。講堂每周邀請院士專家開講，弘揚(yáng)科學(xué)精神，幫助公眾樹立科學(xué)思想，掌握基本科學(xué)方法，了解必要科技知識。

【資料圖】

是誰，獨(dú)具慧眼，讓曾經(jīng)公認(rèn)“已經(jīng)絕跡”的植物重新“活了”過來？是誰，開學(xué)術(shù)之先河，讓水杉真正有了自己的中文名字？是誰，不斷研究保育技術(shù)，讓水杉連木成林？……這些鮮為人知的故事曾藏在植物的王國里，卻又被一位位細(xì)心的中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)、看見、挖掘出來。如屹立不倒的水杉一般，這些科技工作者們用他們的堅守和執(zhí)著，讓世人聽到世界植物史上的中國聲音，讓人類對植物的認(rèn)知不斷更新，讓植物更好地生活在地球上。

本期首都科學(xué)講堂邀請到國家植物園科普館館長王康，讓我們在他的帶領(lǐng)下，一起走進(jìn)綠意盎然的國家植物園，學(xué)習(xí)春花夏草背后的生命奧秘，了解科技工作者在植物學(xué)研究和科普領(lǐng)域所付出的努力，聆聽園區(qū)在生物多樣性保護(hù)、植物遷地保護(hù)和科學(xué)研究、提升公眾科學(xué)素養(yǎng)等方面所取得的成果。

主講嘉賓：

王康

教授級高級工程師

國家植物園科普館館長

北京植物學(xué)會副理事長

▲“探秘科技館之城”系列之走進(jìn)奇妙無窮的植物王國（上）

▲“探秘科技館之城”系列之走進(jìn)奇妙無窮的植物王國（下）

姹紫嫣紅的春夏花園在國家植物園的碧桃園內(nèi)，可以看到二色桃、菊花桃、垂枝桃、壽星桃、帚型桃等眾多不同品種的桃花，環(huán)肥燕瘦、各不相同。獨(dú)具特色的它們，即使是非專業(yè)人士，也很容易從外貌上進(jìn)行辨別。

按照樹形，桃一般可分為4種，直枝桃、垂枝桃、帚型桃和壽星桃。直枝桃是平日里最常見的類型，枝條向斜上方生長，節(jié)間較長，大部分桃樹都屬于這一類型。垂枝桃則與之不同，其枝條下垂，樹冠呈傘形，姿態(tài)獨(dú)具韻味。帚型桃則枝條緊密，猶如倒置的掃帚，縱向延伸直指天空。相比其他種類，壽星桃則相對低矮，節(jié)間距離較短，花朵排列緊密，看起來分外茂盛。

在依據(jù)枝條形態(tài)進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，再根據(jù)葉子、花瓣的不同顏色、形狀以及重瓣的程度等，還能將桃細(xì)分出很多品種。其中，相對容易辨別的是同屬于直枝桃的二色桃和菊花桃。前者名副其實(shí)有著“一樹雙色”的奇景：新開的花朵呈淺粉色，一段時間后，顏色會逐漸加深，同樹桃花卻有著不同的開花時間，打造出奇特的“雙拼”美景；后者則花瓣細(xì)小，與大多數(shù)桃花偏圓形或橢圓形的花瓣差異很大，反而和菊花花瓣相似，因而得名菊花桃。

除浪漫滿溢的桃花之外，香氣濃郁的丁香也十分惹人喜愛。丁香葉片對生、花冠開裂，常有4個裂片居于其上，有時會有5-7個，甚至更多，其特點(diǎn)鮮明，十分易于識別。

每年4月中上旬左右，華北紫丁香率先在國家植物園中盛開，待其開始凋謝之時，歐洲丁香和小葉丁香則進(jìn)入了盛花期，展現(xiàn)出漂亮的姿態(tài)和迷人的香氣。此外，丁香園內(nèi)還種有花期更晚一些的暴馬丁香和北京黃丁香，從而使園內(nèi)景觀更為豐富多樣，且具有連續(xù)性，可將丁香園觀賞期延長至5月上旬。

漫步丁香園中，還能發(fā)現(xiàn)有其他植物住于其間，如同時擁有“顏值與能力”的文冠果。它具有神奇的“變色”能力，初開放時，花朵中心為黃色，但一段時間后，就會變成紅色。天氣晴朗時，從樹下仰望，能看到白色的花瓣和中心或黃或紅的色彩，再輔以湛藍(lán)的天空，交織成一幅五彩繽紛的圖景，可謂美不勝收。

▲晴朗天空下的文冠果

▲文冠果的花

文冠果不僅顏值不凡，而且具有良好的適應(yīng)性與實(shí)用價值，其生活在十分干旱的地方，非常耐瘠薄，果實(shí)可以用來榨油。然而它卻有著“十花一果”的特點(diǎn)，盡管花很繁盛，但結(jié)出的果實(shí)卻不多，因為它的雌蕊會敗育。因此，盡管它的果實(shí)含油量很高，但數(shù)量卻不多。而之所以得名文冠果，正與它的果實(shí)有關(guān)，因其果實(shí)成熟后，開裂的狀態(tài)和古代文官的官帽十分相似。

“唯有牡丹真國色，花開時節(jié)動京城。”自古以來，牡丹就以其雍容華貴的氣質(zhì)和斑斕絢爛的色彩為眾人所喜愛。牡丹之所以被認(rèn)為是“人間富貴花”，與其花朵之大關(guān)系密切。駐足牡丹園內(nèi)細(xì)細(xì)觀察，能發(fā)現(xiàn)它花瓣很大，其中的雌蕊和雄蕊眾多，甚至偶有大如人臉的盛況。

▲盛放的牡丹

進(jìn)行辨別時，不少人常會將牡丹與芍藥混淆。其實(shí)，最主要的分辨之法并非仔細(xì)觀察它的花朵，而是看它是木本還是草本，前者為牡丹，后者為芍藥。也可以通過觀察它們的葉片進(jìn)行辨別，牡丹的葉片會稍有裂開，而芍藥則邊緣光滑。由于牡丹的花期比芍藥早一些，所以在同一園區(qū)內(nèi)，一般會先見到牡丹盛開，后見到芍藥盛放。

中國牡丹栽培歷史悠久，牡丹資源豐富，包括西北牡丹、中原牡丹、陽山牡丹、滇牡丹等，不同的種類適宜不同的氣候條件。例如，陽山牡丹喜愛濕熱天氣，適宜在長江流域生活，但若將西北牡丹挪至長江流域，它很可能無法生活。

植物界“活化石”與“大熊貓”的傳奇故事

潺潺溪水流過的櫻桃溝里，植物界“活化石”水杉筆直地矗立林中。或許鮮有人知，水杉的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了神奇又曲折的過程。

▲水杉林

1941年，日本學(xué)者三木茂博士在他發(fā)表的一篇論文中建立了水杉的化石屬名，即Metasequoia，名字中的Sequoia指的是北美紅杉，與源自希臘語的前綴“Meta-”放在一起，意思是說化石上的植物與現(xiàn)存的北美紅杉很像，但依然有所區(qū)別。當(dāng)時，所有人都認(rèn)為這種植物早已滅絕，在地球上不復(fù)存在。

兩年后，供職于農(nóng)林部中央林業(yè)實(shí)驗所的王戰(zhàn)在去神農(nóng)架考察的路上，偶然獲得了“神樹”的消息，繼而在湖北省利川市謀道鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)其蹤跡，并提取了標(biāo)本。經(jīng)過簡單辨別，他認(rèn)為其是水松，便放置一邊。

1945年夏天，中央大學(xué)森林學(xué)系技術(shù)員吳中倫偶然發(fā)現(xiàn)這一標(biāo)本，認(rèn)為其應(yīng)是一種新植物，便交由本校鄭萬鈞教授進(jìn)行鑒定。

1946年2月，鄭萬鈞派其研究生薛紀(jì)如再次采集標(biāo)本。同年4月，鄭萬鈞將標(biāo)本寄往北平，交給靜生生物調(diào)查所所長胡先骕教授征求意見。很快，胡先骕在助手傅書遐的協(xié)助下將鄭萬鈞寄來的水杉標(biāo)本鑒定為Metasequoia，認(rèn)為這就是日本學(xué)者三木茂在化石上看到的植物。隨即撰文寄給《中國地質(zhì)學(xué)會志》，5月18日，胡先骕的文章被收錄并于當(dāng)年12月發(fā)表，這也是“活化石”水杉發(fā)現(xiàn)的首篇報道。

在此之后，眾多植物工作者前往發(fā)現(xiàn)地采集標(biāo)本與種子，并將種子送往全世界的許多著名植物園。

更為特別的是，水杉的發(fā)現(xiàn)過程“觸發(fā)”了植物學(xué)歷史上少見的特殊事件，即將最早用來命名化石的名字，用于命名依然存活于世的植物。這是因為植物命名法規(guī)定，現(xiàn)生植物具有優(yōu)先權(quán)，可以將名字從化石身上“奪回”。

時至今日，雖然有許多國家栽培水杉，但總體來看，水杉的野生分布依然十分狹窄，僅有兩三個地方有野生分布群，生物多樣性也不如想象中豐富。但正是這幾個小小的野生種群，給全世界帶來了嘆為觀止的美好享受。不論是將其栽在水邊還是種在山谷，都能營造出壯觀的濃濃綠意。

宿根園內(nèi)，一陣微風(fēng)吹過，無數(shù)“白鴿”仿若在枝頭振翅飛舞……這種奇觀來自于國家植物園的一棵獨(dú)苗——珙桐。

▲珙桐

作為新生代第三紀(jì)的孑遺植物，在第四紀(jì)冰川時期，地球上大部分地區(qū)的珙桐相繼滅絕。幸運(yùn)的是，生活在中國西南地區(qū)的珙桐活了下來，成為了植物界的“大熊貓”。

對于有著“中國的鴿子樹”之美譽(yù)的珍稀植物珙桐，許多人都會好奇，長于其上仿若“白鴿”的部分究竟是不是它的花朵呢？其實(shí)，在植物學(xué)上，其白色的部分并非花朵，而是它的苞片。可以將其理解為葉子，卻不行使常見葉片光合作用的功能，而是為了更好地保護(hù)花序上的花粉，并為昆蟲授粉營造良好的環(huán)境。西南地區(qū)春季多雨，寬大的苞片可以為傳播花粉的昆蟲遮風(fēng)擋雨，吸引它們前來躲避，雨停離開之時，昆蟲再將花粉帶給另一棵珙桐。

盡管珙桐在北方非常稀少，但在西南地區(qū)，尤其是四川、云南等省份的很多地方，它已經(jīng)成為一種行道樹。但不得不承認(rèn)，珙桐的栽培過程確實(shí)十分困難，因其果實(shí)需要沙藏，兩年左右才可以生根、發(fā)芽，而且在生長過程中，也需要細(xì)致入微的照料。

密不可分的植物與人類

從神秘莫測的熱帶雨林到冰封萬里的極地苔原，從綿延起伏的高山峽谷到一望無際的湖泊海洋，到處都有植物的蹤跡。自古以來，植物一直在默默地改善和美化著人類的生活環(huán)境，人類的衣、食、住、行都離不開植物的幫助。

身為環(huán)境中唯一的初級生產(chǎn)者，植物為人類助力良多，其中最重要的則是提供了果腹的必需品——糧食。在人類進(jìn)化史中，糧食至關(guān)重要，正是因為人類馴化了糧食作物，才能夠在不同的地球板塊中改變四處游走的狀態(tài)，逐漸在固定的區(qū)域安定下來，最終形成農(nóng)業(yè)社會。

眾所周知，中國是世界上最古老的文明古國之一，也是世界上最大的農(nóng)作物起源地之一。在中國古代，關(guān)于五谷有多種說法，比較常見的為：黍（黃米）、粟（小米）、稻（水稻）、菽（大豆）、麥（小麥）。其中，前四種起源于東亞，而小麥則起源于西亞。

▲五谷

誠然，在我們目前食用的糧食作物中，也有一些是其他板塊的“外來戶”，比如常見的玉米、馬鈴薯來自美洲，高粱則來自非洲。

不論來自哪個板塊，在種植過程中，植物均被人類進(jìn)行了馴化，而這種馴化往往強(qiáng)烈地改變了植物最初的狀態(tài)。以馬鈴薯為例，最早種植它們的其實(shí)是美洲的印第安人。最初栽培時，它是有毒的，但經(jīng)過不斷的栽培和選育，馬鈴薯逐漸作為主糧登上了美洲人的餐桌。同時，栽培范圍也逐漸擴(kuò)大，發(fā)展到全世界。此外，蔬菜水果、可可咖啡以及茶葉，均在生活于不同地區(qū)人們的飲食文化中，具有舉足輕重的地位。

在深度影響飲食文化之余，植物也在服飾、建筑、藝術(shù)、醫(yī)藥、能源等諸多領(lǐng)域大顯身手，處處彰顯著各自的能力。棉花與亞麻、柏木與松木、黃花梨與紫檀、人參與黃花蒿、綠玉樹與甘蔗……社會生活的方方面面，都充斥著植物的影子。

▲現(xiàn)代能源植物

國家植物園助力生物多樣性保護(hù)

2022年4月18日，國家植物園在北京正式揭牌，標(biāo)志著國家植物園建設(shè)翻開新的篇章。

曾幾何時，植物園建設(shè)的主要目的是為了引種栽培植物，服務(wù)于園林綠化工作。如今，隨著國家植物園的成立，這一角色也在慢慢地發(fā)生轉(zhuǎn)變——生物多樣性保護(hù)已成為全世界共同關(guān)注的話題。

眾所周知，生物多樣性保護(hù)主要分為兩方面工作，一個是就地保護(hù)，另一個是遷地保護(hù)。一般情況下，就地保護(hù)需要國家公園、自然保護(hù)區(qū)來實(shí)現(xiàn)。遷地保護(hù)的過程中，又需對植物本身、瀕危機(jī)制、繁育和擴(kuò)繁進(jìn)行研究，而這些功能的實(shí)現(xiàn)就需要有植物園的助力。

借助目前的科技手段，科研人員能夠很好地讓部分植物生活在植物園里，待其數(shù)量有所增長后，再將它們送回原產(chǎn)地，回歸到野外的生境中，從而實(shí)現(xiàn)一整套對野生植物的保護(hù)措施。

國家植物園依然保持原有為公眾提供休閑游覽的城市服務(wù)功能不變，只是在此基礎(chǔ)上，還開展了包括游學(xué)、講座、體驗等多種模式在內(nèi)的科普活動，為提升公眾科學(xué)素質(zhì)添磚加瓦。

未來，國家植物園將會持續(xù)引進(jìn)人才，不斷增強(qiáng)科研力量，并開展種子庫建設(shè)。相信在不久的將來，各地植物園建設(shè)將會連線成網(wǎng)，共同構(gòu)建國家植物園體系。

▲國家植物園（北園）正門

（本期圖片、視頻來自首都科學(xué)講堂第798期）

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