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2025年第五屆吳征鎰植物學獎創新獎獲獎人

魯麗敏:為植物繪制“家譜”

李發興 蔡樹菁 庄志斌
2025年10月13日10:31 | 來源:人民網-雲南頻道
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就像人類會通過家譜追溯祖輩親緣、梳理家族脈絡,地球上的植物也有屬於自己的“家譜”,那便是記錄物種演化歷程、串聯親緣關系的植物“生命之樹”。這份特殊的“家譜”,不僅藏著植物從遠古走向現代的生存密碼,更能為生物多樣性保護、資源可持續利用提供精准指引,是植物學領域不可或缺的核心研究方向。

然而,繪制植物的“家譜”遠比梳理人類家譜艱難。有些物種僅留存於百年前的標本中,活體植物蹤跡難覓﹔不同地質時期的環境變遷,又讓物種演化節點變得模糊﹔再加上部分類群分布橫跨多個大洲,樣本採集與數據整合難度陡增。而中國科學院植物研究所研究員、系統與進化植物學重點實驗室副主任魯麗敏,正是專注為植物繪制“家譜”的研究者。

“給植物修‘家譜’,本質是重建“生命之樹”,搞清楚物種間的親緣關系與演化軌跡。”上大學才開始接觸植物學的魯麗敏,在神農架、霧靈山、小興安嶺野外科考時,便在心中種下了探索植物奧秘的種子。

她被“祖師爺”達爾文在《物種起源》中的描述戳中:“所有的物種都有一個共同的祖先,它們之間的關系可以比喻成一棵“生命之樹”,所有的物種都能在這棵樹上找到它們的位置。”

魯麗敏最先一頭扎進去的,便是葡萄科植物的“生命之樹”。大學畢業后,成績優異的她被保送到中國科學院植物研究所讀研,在陳之端研究員和文軍教授的指導下,開展葡萄科植物的分類與生物地理學研究。“換個類群我也會喜歡,我是干一行愛一行的人。”她說。這份熱愛,最終沉澱為持續至今的堅守。

魯麗敏在野外開展考察工作。受訪者供圖

魯麗敏在野外開展考察工作。受訪者供圖

葡萄科是一個重要的資源植物類群,擁有約1000種,廣泛分布於全球熱帶、亞熱帶地區。由於生境多樣、採樣困難、植株富含次生代謝物質等原因,葡萄科長期是分類學中的“硬骨頭”,而這恰恰成了魯麗敏探索的起點。

野外科考是“家譜”撰寫的第一步。研究期間,她和團隊成員跑了世界六大洲十多個國家,完成二十多次野外科考,採集標本和分子材料三萬多份,先后發表了2新族、2新屬、12新種和14個新組合。

看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。她在印尼被紅螞蟻咬,在澳大利亞被綠螞蟻咬﹔在南美洲的雨林裡,蚋虫的叮咬使得腿上布滿出血點﹔更別說時常與蛇和螞蝗“狹路相逢”……

2023年,魯麗敏一行去馬達加斯加考察時,連續五六天在山裡,缺電沒信號,大家通過輪番手動發電機才勉強維持最基本的照明。而在每天睡前,他們還要及時烘烤採集到的標本,除了標本以外,他們通常還要把濕鞋、襪子放上去一起烤,“夢裡經常會聞到中草藥的芳香,混雜著各種難以描述的味道。”魯麗敏說。在這些研究植物的科學家眼中,越是原始的地方生態環境越好,也越有可能採到難得的新樣本。“相比得到滿意樣本的驚喜,身體的勞累根本就不值一提。”

雲南省德宏傣族景頗族自治州葡萄瓮新記錄屬的發現,堪稱魯麗敏科考生涯“苦盡甘來”的范例。2014年,她和德宏州林草局聯合科考首次發現該物種時,缺乏更多証據支持。此后兩年間,當地林草局定期去巡山,一句“小魯老師,葡萄瓮開花了”就是魯麗敏趕赴德宏的“沖鋒號角”。她前后5次飛赴當地,終於集全了這一物種的花果信息。這個發現填補了葡萄瓮屬在中國分布的空白,修正了學界對該屬地理分布的傳統認知。

“通過長期的材料積累,我們構建了迄今為止取樣最全的葡萄科“生命之樹”,揭示了葡萄科植物的起源、演化和地理遷移過程,解析了氣候變化背景下該科植物的生存策略轉變。發現在不同地質時期,植物的主導策略是會發生變化的,有時以遷移為主,有時以演化為主,並不總是遵循‘生態位保守原則’。”魯麗敏說。

2013—2014年,魯麗敏和團隊開辟了新的研究方向——啟動中國維管植物“生命之樹”重建。而當時處於博士最后一年的魯麗敏被委以重任,負責統籌項目的落地實施。“我國擁有3萬多種被子植物,是世界上生物多樣性最為豐富的國家之一。過去,對生物多樣性的研究多側重物種豐富度,缺乏從進化視角的系統分析。我們的目標是通過“生命之樹”為生物多樣性保護提供進化信息。”

魯麗敏和團隊成員構建的第一版“生命之樹”覆蓋了中國被子植物92%的屬和20%的物種。基於這棵“生命之樹”和140多萬條空間分布數據,團隊在Nature發表成果,發現中國東部是保存古老類群的“博物館”,而西部是年輕支系快速分化的“搖籃”,還識別出保護熱點。該研究后來入選“2018年中國生命科學十大進展”、國家“十三五”科技創新成就展。

這些看似抽象的“樹”,正轉化為實實在在的保護力量。第二版“生命之樹”包含了95%的屬和42%的物種,基於此研究,魯麗敏和團隊識別出42個優先保護地,撰寫的《關於中國國家公園設置和建設的建議》獲國家林草局批示。團隊還揭示了我國被子植物滅絕風險的分布格局以及致危因素在空間上的異質性,對進一步完善我國自然保護地體系具有重要參考價值。目前,“生命之樹”已進入到第三版,覆蓋99%的屬、53%的中國維管植物物種,能更精准揭示我國植物的特有性格局。

“自2022年COP15通過《昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架》以來,每個國家都面臨著完成更高保護目標的壓力,但如何識別額外值得保護的區域仍是難題。我們團隊的多項工作都說明,以“生命之樹”為手段、從進化歷史角度出發,可以發現更多保護空缺,相關研究結果可為國家自然保護地規劃提供重要參考。”有了針對我國的成功研究經驗,魯麗敏所在團隊開始把視野放到全球。

東亞和北美同處北半球,緯度、地形、氣候和環境相似,擁有相似的植物區系來源,但東亞現生的維管植物種類卻是北美的1.5倍。他們通過重建中—美被子植物屬水平“生命之樹”,結合近300萬條物種分布數據,揭示了兩個地區的植物多樣性格局與時空差異,進一步突顯了我國植物區系的獨特性。

馬達加斯加是世界第四大島,以高度的生物多樣性和特有性著稱。多年來,團隊先后對馬達加斯加開展了6次野外科考,培養了多名來自當地的留學生。基於大量野外調查和材料收集,他們重建了馬達加斯加維管植物“生命之樹”,全面評估了該島維管植物特有中心的分布格局,發現6個長期被忽視的保護空缺。這些成果對加強我國與北美、非洲在生物多樣性保護領域的合作具有重要意義。

談及獲獎,魯麗敏多次提及導師們的影響。陳之端研究員“領頭羊要帶羊群到水草豐美處”的教誨,讓她學會立足學科前沿﹔文軍教授“做喜歡的事還能領工資”的趣談,持續點燃她對科研的激情﹔路安民研究員退休后仍出成果的堅守,更成為她的精神坐標。如今她帶學生,也常分享自己的科研中的趣事,從中傳遞出“扎實基礎+開放創新”的理念。

眼下,魯麗敏的“家譜”繪制仍在繼續:葡萄科的研究需要繼續深入,以探究重要性狀的起源與適應性機制﹔中國維管植物取樣要沖刺60%,以揭示中國植物區系的起源與演變規律﹔中—澳維管植物“生命之樹”重建即將啟動,以推動南北半球在生物多樣性保護領域的交流合作。擇其一事,終其一生。“吳征鎰先生用一生為中國植物寫志,我希望能用一生為植物繪制‘家譜’。”魯麗敏說。

關於“吳征鎰植物學獎”

吳征鎰植物學獎由中國植物學會、雲南吳征鎰科學基金會於2016年7月12日聯合設立,由北京植物醫生生物科技有限公司捐贈獎金,旨在弘揚吳征鎰嚴謹治學、無私奉獻和執著追索的科學精神,獎勵在植物學基礎研究、植物資源合理開發利用、植物多樣性保育及生態系統持續發展等方面取得杰出成就和重要創新成果的植物學科技工作者。

第五屆吳征鎰植物學獎設“成就獎”1名、“創新獎”2名、“新銳獎”若干名。

(責編:徐前、朱紅霞)

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