植物种类繁多,植物学家也是如此!Botany One 的使命是传播有关植物世界的迷人故事,同时也向您介绍这些伟大故事背后的科学家。
今天我们邀请到的是任宗新博士,他是中国科学院昆明植物研究所的副教授。任博士于2010年在中国科学院昆明植物研究所获得博士学位,并于2013年至2014年在圣路易斯大学和密苏里植物园担任访问学者和博士后研究员。他的研究方向是植物-传粉昆虫相互作用的进化生态学及其对保护和可持续利用的意义。任博士主要关注进化历史、人为干扰和全球变化在塑造植物-传粉昆虫相互作用和植物繁殖中的作用。他的研究主要包括三个方向:兰科植物的传粉生态学、花蜜分泌和全球传粉危机。他的研究主要集中在中国西南山区,这里是生物多样性热点地区,拥有北半球最丰富的温带植物群落。

是什么让您对植物产生了兴趣?
我在丽江的一个小村庄长大,那里地处深山老林之中,我的童年与各种各样的植物和蘑菇相伴。小时候,我经常在森林里采集野果和各种蘑菇。从那时起,我开始了解各种野生植物的区别,并能够区分有毒和可食用的蘑菇。从那时起,我就一直深知植物和森林对环境的重要性。我很幸运地在云南大学生物科学学院学习生物科学,那里拥有美丽的校园和丰富的植物种类。大学期间最开心的事情就是和植物学教授一起识别植物。这促使我最终在昆明植物研究所攻读研究生学位。我对植物的兴趣也受到了国际同事的鼓励。我从博士研究生时期就与国际同事保持着联系。我的博士后导师Peter Bernhardt教授是我一生的良师益友之一,而Amots Dafni教授总是在我感到沮丧时鼓励我。几十年来,他们一直鼓励我、推动我继续进行植物学、授粉和传粉媒介的研究。
是什么促使您追求当前的研究领域?
我的研究始于在KIB实验室的实习。我的实习工作是比较香蕉科代表性物种的蜜腺解剖结构,由我的硕士和博士导师王宏教授布置。我试图找出由蜜蜂、鸟类和蝙蝠授粉的物种蜜腺的差异。这是我第一次接触授粉和传粉媒介。我着迷于通过植物和花朵与传粉媒介的相互作用来了解它们。当我正式成为KIB的研究生时,我对分类学相关的研究并不太感兴趣。我的导师王宏教授给了我一个关于一种非常特殊的兰花——杓兰(Cypripedium fargesii)授粉的项目,我立刻接受了这个项目,因为我觉得研究植物与传粉媒介的相互作用非常有趣。我的研究由此开始,如今我已经从事授粉研究近20年了。

在您与植物相关的工作中,您最喜欢的部分是什么?
我最喜欢的研究工作是实地观察和操控实验。所有研究问题都始于自然史。我身处生物多样性丰富的地区,许多植物物种的传粉媒介尚未被研究过;因此,自然史是开始的第一步。我总是在一开始就问最简单的问题。这个物种需要传粉媒介来产生种子吗?哪些动物会给它授粉?花朵是如何吸引传粉媒介的?在回答了这些问题之后,我就可以开始设计实验来验证一些非常基本的生物学问题。例如,花卉生产对植物的成本是多少?为什么花朵会枯萎?为什么花朵会保留花蜜?为什么花朵的内外颜色不同?然而,回答这些问题并不容易。因此,我们需要与同事合作。与同事,尤其是拥有不同背景和知识的国际同事一起工作,也是研究中非常愉快的一部分。我一直喜欢和同事们在植物园和森林里散步,观赏花朵和它们的花友。在如此多的花卉漫步中,我们确实发现了许多有趣的授粉故事,其中一些故事如果没有国际访客的了解,我永远不会知道。例如,我2024年来自巴西的访问博士后辛齐南多·阿尔伯克基-利马(Sinzinando Albuquerque-Lima)指导我去西双版纳热带植物园观察蝙蝠授粉。那是我第一次看到蝙蝠在夜间几秒钟内访问一朵花。
有哪些特定的植物或物种引起了您的研究兴趣或启发?如果是这样,它们是什么以及为什么?
我的职业生涯始于兰花授粉研究。毫无疑问,兰花系统启发了我的研究,尤其是那些欺骗性兰花,它们利用各种信号迷惑传粉昆虫,却不提供任何实际信息。杓兰(Cypripedium fargesii)是我最喜欢的物种。这种兰花很特别,它有两片贴地生长的大叶子,花朵呈棕红色,叶片上布满黑点。在攻读博士学位期间,我一直思考这些黑点的作用。它们是否与吸引昆虫有关?这促使我花了四个花期在森林里观察传粉昆虫并进行授粉研究。我发现,这种兰花是由一群以真菌孢子为食的蝇类授粉的。当我用显微镜观察这些黑点时,发现它们包含许多类似孢子链的多细胞毛状体。花朵还会散发出与真菌相关的气味。因此,我和我的同事们提出了一个想法:这是一种新的授粉系统,叶片模拟真菌感染,吸引以真菌为食的蝇类前来授粉。多么令人惊叹的发现!然而,我们不可能总是遇到如此激动人心的事物。现在,我的研究范围扩大到亚高山和高山草甸中非兰科兰花物种,那里植物种类更加丰富。我和我的同事们运用传粉网络方法,从物种层面到群落层面研究这些物种。目前,我正尝试通过研究动物(例如天蛾、熊蜂和其他传粉昆虫)的行为、视觉和嗅觉系统,来了解它们对花朵的识别和觅食行为。

您能否分享您工作中的一段经历或轶事,这些经历或轶事在您的职业生涯中留下了深刻的印象,并重申了您对植物的迷恋?
观察我们从未见过的事物,提出可行的问题,然后设计实验来解答这些问题,是科学中最令人享受的事情。然而,就像这个世界和我们的日常生活一样,有很多无聊的事情,也只有少数令人兴奋的故事。我之前提到过真菌模拟的故事 杓兰 以上。那是我一生中最难忘的时光。我研究栲木兰的地方是云南东北部一个偏远的自然保护区。在野外工作期间,我住在一个农民家里;那里没有电,也没有手机信号。我把所有时间都花在了攀爬茂密的森林中,检查、标记和观察每一朵花。由于假兰花的造访率很低,我很难找到很多传粉昆虫,这让我感到非常沮丧。然而,现在我觉得自己很幸运能有这样的经历,而且我在研究所有那么多的写作和行政工作要做,以后再也没有时间进行如此细致的野外工作了。
第二个难忘的经历是2019年的田野调查。我非常幸运,在玉龙雪山的两个月里,有这么多顶尖科学家的陪伴,包括Graham Pyke教授和Klaus Lunau教授。我把Graham和Klaus聚集在一起,他们之前读过彼此的论文,但从未谋面,而且各自的研究重点也截然不同。我们将我们的田野调查团队命名为“中国传粉研究组”,并成立了几个小组,分别研究花蜜、花色、花性状以及植物-传粉媒介网络等不同的项目。我和来自云南大学的实习生Graham Pyke一起在花蜜研究组工作。我们一起讨论研究课题、设计实验、开展工作、分析数据并撰写论文。那是我职业生涯中最鼓舞人心、最富有成果的田野调查。中国传粉研究组仍在合作撰写论文,还有很多内容等待我们去完成和发表。这些个人努力和团队合作再次坚定了我对植物及其传粉媒介的热爱。

您会给考虑从事植物生物学职业的年轻科学家什么建议?
成为一名科学家并非易事;最重要的是热爱你所做的事情。始终关注你喜欢的事物,观察和思考是发展的最佳途径。根据我的经验,给年轻科学家的另一个关键信息是尽早并尽可能多地与你所在领域的顶尖科学家交流。你如何与你所在领域的同事沟通?让忙碌的科学家记住你的名字并不容易。然而,如果你有一些有趣的东西可以分享并与他们交流,他们就不会忘记你。记住,每个人都乐于看到一张美丽的花朵和传粉昆虫的图片。他们会因为你的想法而记住你,并把你加入他们的人脉网络。与他们分享你的想法,告诉他们你的发现和观察到的东西。他们会非常乐意分享他们的知识,并鼓励你成为一名科学家。将你的数据贡献给国际合作是融入社区的另一种方式。我对年轻科学家的最后一句话是,人工智能无法取代我们人类在实地观察和实验中的工作,自然历史在人工智能世界中将更加重要。
人们通常对植物有什么误解?
中国有句古话:“种瓜得瓜,种豆得豆”,意思是种瓜得瓜,种瓜得瓜,种豆得豆。然而,如果没有授粉媒介的帮助,我们就无法收获播种的果实,因为许多植物依赖动物授粉才能繁殖。全球变化导致授粉媒介减少,我们将面临许多播种无果的困境。


卡洛斯·奥多涅斯·帕拉
卡洛斯 (他/他) 是哥伦比亚种子生态学家,目前在米纳斯吉拉斯联邦大学(巴西贝洛奥里藏特)攻读博士学位,并担任 Botany One 的科学编辑和国际种子科学学会的通讯官。您可以在 BlueSky 上关注他,他的账号是 @caordonezparra。