那是2013年,植物学家Seana Walsh有花粉问题。她当时在考艾岛的国家热带植物园工作,试图培育一种严重濒危的夏威夷植物。Brighamia旧址被称为“ō露露在夏威夷;在英语中,它被戏称为“白菜串”。但当沃尔什试图从花园里不同花朵的雄蕊上收集花粉时,几乎什么都没有掉下来。沃尔什收集的小花粉的存活率极低,类似于动物的精子数量低。为“ō露露这意味着这些植物成功繁殖的几率很低。

沃尔什工作的紧迫性来自一个令人担忧的事实:只有一个事实“ō露露已知这种植物存在于野外,悬挂在考阿伊岛纳帕利海岸的悬崖边。沃尔什从未见过这种特殊的个体,但她曾在夏威夷群岛的植物园里参观过其他植物。现在,她是研究植物的繁殖策略(可能是在野外飞蛾的帮助下完成的),并试图用手哄骗繁殖过程。

这是最后一种已知的“野生”ōlulu植物之一,悬挂在考阿伊岛纳帕利海岸的悬崖边。这个标本已经消失了,但科学家们最近使用无人机试图找出最后一个已知的个体是否还活着。
这是最后一种已知的“野生”ōlulu植物之一,悬挂在考阿伊岛纳帕利海岸的悬崖边。这个标本已经消失了,但科学家们最近使用无人机试图找出最后一个已知的个体是否还活着。肯·伍德/国家热带植物园

沃尔什不确定是什么导致了微不足道的花粉收获。也许这是植物园和自然栖息地之间环境差异的结果——例如,它可能更热或更干燥,或者土壤中缺乏某些营养物质。也许有一些哈布斯堡王朝的效果发生的事情:这些植物经历了太多的近亲繁殖。

但如果沃尔什能做媒呢Brighamia旧址基因完全不同的植物?世界各地的植物园和私人温室已经培育了成千上万种这种植物和其他植物,部分原因是为了研究和保护稀有或稀有的物种可能有用的。也许她可以混合和匹配来自同一物种的不同个体,创造一个基因更强大的植物种群,然后把这些健康的卷心菜放回野外。

沃尔什和同事们设想了他们称之为植物血统证书。这个想法来自于动物园圈养繁殖的工具:人口管理软件,或PMX,它可以追踪不同物种的血统。假设你在世界各地的十几个动物园里都有东北虎,但不知道哪一只最适合作为伴侣。如果该软件正在追踪该物种,那么回答这个问题就相对容易。(让这对新人走到一起的后勤工作可能要复杂得多。)

只有80%的植物物种适用于种子银行技术,比如挪威的斯瓦尔巴全球种子库。
只有80%的植物物种适用于种子银行技术,比如挪威的斯瓦尔巴全球种子库。盖蒂/蒂姆·怀特

通常,当植物像“ō露露它们会被保存在种子银行里,比如斯瓦尔巴群岛全球种子库。但只有80%的植物物种适用于种子银行技术。另外20%的种子不耐冷冻,不能产生足够的种子,或者有其他一些品质使它们不适合储存。在这种情况下,有一个可供育种植物使用的血统簿将是一个巨大的优势。芝加哥植物园(Chicago botanic Garden)的植物科学家凯莉·海文斯(Kayri Havens)说:“这是植物园尚不存在的一块拼图。”

哈文斯和其他一些人与沃尔什合作,在三种植物上测试了这个想法“ō露露巴哈马特有的一种苏铁,叫做苏铁科植物lucayana,目前由佛罗里达州的蒙哥马利植物中心;的Quercus oglethorpensis受栗树枯萎病威胁的树;和Amorphophallus titanum这是一种气味难闻、很少开花的“尸花”。研究人员目前正致力于通过基因测序或基于它们的收集历史来记录世界各地花园收集的这些植物的血统。“有多达5万种物种可能从这种方法中受益,”海文斯说。

<em>Zamia lucayana</em>是巴哈马特有的一种濒危植物,它将帮助科学家验证研究簿的概念。
苏铁科植物lucayana是巴哈马特有的一种濒临灭绝的植物,它将帮助科学家验证研究簿的概念。蒙哥马利植物中心

我们生活在一个物种灭绝的时代,植物物种也是如此濒临灭绝甚至比动物更频繁。2010年,共有844个植物类群被发现已经灭绝在野外。最近的研究发现,自1900年以来每年有八种植物灭绝。植物园作为众多物种最后存活个体的管家,处于独特的地位。“我们知道,如果我们不做点什么,这些物种就会灭绝,因为我们是它们最后生存的地方,”参与该项目的另一位芝加哥植物园植物学家安德里亚·克莱默(Andrea Kramer)说。

了解…的祖先Brighamia旧址Walsh和分子生态学家Jeremie Fant研究了植物的基因为了了解花园种群中还剩下多少多样性,并确定了该植物的三个遗传簇。这个策略太昂贵了,不能用于所有物种,所以目前的想法是追踪母系种群,母系种群产生的种子或插枝可以长成新植物。

芝加哥植物园的安德里亚·克莱默(Andrea Kramer)正在给“一根棍子上的卷心菜”授粉。
芝加哥植物园的安德里亚·克莱默(Andrea Kramer)正在给“一根棍子上的卷心菜”授粉。芝加哥植物园

但这是一个棘手的过程。植物的繁殖比大多数动物的繁殖要复杂得多:有些植物无性繁殖,有些通过风随机授粉,有些依靠特定的鸟类或昆虫作为传粉者(在植物园的情况下,人类填补)。研究小组认为,这项技术可以彻底改变植物园管理藏品的方式。即使这些植物再也不能回归野外,保持它们的健康仍然意味着它们不会完全灭绝。

密苏里植物园的保护遗传学家克里斯汀·爱德华兹(Christine Edwards)没有参与这个项目,但她认为这个概念很有希望。爱德华兹在一封电子邮件中写道:“这种类型的软件可以让植物园保持更少的个体,同时保留一个物种的大部分遗传多样性。”“这可能使他们有额外的能力来保护更多的濒危植物物种。”

在纽约植物园的Haupt温室中看到的魔芋(Amorphophallus titanum),或“尸花”,是另一个被用来测试研究库的物种。
Amorphophallus titanum在纽约植物园的Haupt温室看到的“尸花”是另一个用来测试研究库的物种。杜鹃花/CC BY-SA 4.0

还有更大的计划正在进行中“ō露露。如果研究人员能够培育出更强壮的植物,他们的目标是在2023年或2024年之前将它们重新种在野外。目前,研究人员不确定是否有野生植物留下,目前正在进行无人机调查,以确定唯一的考阿伊岛植物是否还在那里。他们在野外种植的任何物种都将不得不与所有将它们推向灭绝边缘的因素作斗争:飓风、贪婪的山羊、来自入侵植物的竞争。但至少它们在基因上是耐寒的。

沃尔什对此持谨慎乐观态度“ō露露可以从悬崖边缘回来。“如果你问我是否认为有可能恢复Brighamia旧址在我知道这些可能性之前,我可能会说不。”沃尔什说。“但现在我很高兴看到这一切的结果。”

*更正:此标题先前将该植物确定为“ōlulu唯一已知的野生标本”。它是最后的野生标本之一。