全国生态日丨破译植物的色彩语言

（视频）

花儿为什么那么红？叶片为什么不一定绿？为什么有的植物长得与环境融为一体，而有些植物却花色绚丽、引人注目？

这些有趣的问题，就是中国科学院昆明植物研究所研究员，博士生导师，中国科学院昆明植物研究所副所长牛洋工作中关注的课题。

聆听并解读高山植物无声的“语言”，是牛洋的工作内容之一。他的研究领域是进化生态学，核心便是破译植物与动物之间精妙绝伦的相互适应与协同进化。运用多学科手段，专注于探讨植物色彩的进化。

中国科学院昆明植物研究所研究员 牛洋

给雪莲“测体温”

高山，是森林线以上那片严酷而瑰丽的区域，包括灌丛、草甸，以及横断山和青藏高原特有的流石滩、冰缘带。那些生长在孤立山峰上的特化植物，让牛洋用“高山岛屿”来形容它们的处境。正如海洋岛屿上的生物难以跨越海域，这些适应了极端高寒环境的植物也无法向下迁移。因此，保护它们不仅仅是保护单一物种，更是保护整个由特定动植物关系编织的、脆弱而独特的微型生态系统。

野外科考

牛洋的野外工作，常常从海拔4000米以上、树木绝迹的地方开始。

2006年7月，牛洋第一次进行高海拔科考，跟随师兄前往白马雪山，任务是给雪莲“测体温”。他们需要将沉重的铁架台等铁质设备背上4700米的山头，将温度探头小心固定于雪莲花朵的苞片内，以验证其是否具有保温结构。

这次经历也打破了牛洋对雪莲的想象——它并非总是硕大耀眼，真实的雪莲形态内敛多样，从醒目到朴素的过渡状态都有。

白马雪山的高山流石滩（牛洋 摄）

当然，野外不仅有和雪莲的“邂逅”，也有意想不到的“意外”——野外生态学不仅需要严谨的设计，更要应对自然本身动态的“安排”。牛洋早年进行传粉实验时，曾精心为30株植物做了人工授粉标记，满心期待次日观察，却发现所有花朵不翼而飞，花梗断裂，植株却还在。原来是山下湖水上涨，淹没了草场，迫使牛群上山，将他的实验样本当成了“点心”。

破译“伪装者”的秘密

正是这种长期的、充满意外的观察，让牛洋对植物的“色彩语言”产生了决定性兴趣，并最终与团队一起揭开了高山“伪装植物”的生存秘密。

伪装作为生物适应环境的经典案例，为一系列进化生物学研究提供了土壤。

灰色半荷包紫堇、褐色半荷包紫堇、

红褐色半荷包紫堇（从左到右）（牛洋 摄）

人类对于生物色彩的防御功能认知，大多数来自于动物。即使是生物色彩研究的先驱华莱士，也曾认为植物“罕有隐藏自己的需求”。他在《动植物的色彩》一书中写道：“诚如我们所见，动物需要躲避或警示天敌，还需要辨识同类，其体色很大程度上取决于这些需求。而植物则罕有隐藏自己的需求，它们转而通过利刺、厚皮、毛被和毒素保护自己。”

但是，在牛洋看来，植物也可能利用多种伪装策略来防御天敌。

熊蜂采食

在青藏高原的流石滩上，牛洋团队发现药用植物梭砂贝母的叶片颜色在不同山头差异显著：有的翠绿，有的则与灰褐色岩石浑然一体。深入研究揭示，在人类采挖多的地方，贝母的伪装色进化得更为精湛。“我们人类很多无意识的行为，已经在塑造野生生物的进化过程”牛洋指出。这项研究为理解人类活动如何直接驱动物种进化提供了案例。

梭砂贝母（牛洋 摄）

牛洋及其团队在青藏高原系统研究了伪装植物现象，基本搞清楚了这类伪装进化的驱动力量、动植物相互作用的具体过程，以及伪装性状背后的遗传机制。当然，这其中仍有不少未解之谜，现在还有团队成员在继续深入探索。

他们的一个发现是，在某些作为药材的植物中，人类采挖活动本身构成了强烈的进化选择压力：被挖得越厉害的山头，植物的伪装就越是精妙。这清晰地表明，人类无意识的行为实际上已经在直接塑造野生生物的进化轨迹。

植物的伪装

这些关于植物如何适应环境、如何响应人类干扰的知识，最终的意义在于为生物多样性保护和生态修复提供科学的依据和指导。

“研究能够帮助我们更好地理解自然，理解生物进化的具体过程”牛洋说，“随着全球气候的变化，高山地区的树线不断上升，就像海平面上升会导致岛屿消失、影响岛屿生物一样，树线上升也会影响包括紫堇属植物在内的‘高山岛屿’物种的生存繁衍。较低海拔的植物可以逐渐向高海拔迁移，但位于‘高山岛屿’上的物种却无路可退。保护好高山植物，不仅要收集保存它的种质资源，还要保护好植物的‘朋友们’。”

出品人、总监制/赖 勇

总编辑/孔维华

总编审/王 珂、王颢茗

编 审/金 树、何 川、陆奕、温翔、胡凤丽

监 制/陆德明、朱朝辉、武志敏

技术监制/何 寰

制片人/马雁南、李晋春、陈 燕

策 划/牛 峰、盛雪梅、杨 雪、唐 慧

总编导、执行制片人/盛雪梅、杨维涵

摄 像/盛夏雨、刘秉然、沈 毅、邱黾勉

剪 辑/格影工作室

微信撰稿/杨维涵、张皓玥

编 辑/李冬梅、田 梅

宣 推/赵小强、霍 慧、徐美玲、蒋济秋、

李晓明、江雨微

一 审/盛雪梅

二 审/牛 峰

终 审/朱朝辉、武志敏

指导单位/中共云南省委宣传部

中共云南省委网信办

共青团云南省委

云南省广播电视局

支持单位/中国科学院昆明分院

中国科学院昆明植物研究所

部分资料来源/新华网

出品单位/云南广播电视台