种子真的太奇妙了。
在塞舌尔群岛,巨子棕的种子长得像人的美臀;在马达加斯加,旅人蕉的种子身披自然界罕见的“克莱因蓝”假种皮;在云南,望天树的种子有一对翅膀,就像是一枚“金色飞贼”;在浙江,春兰的种子小得就像一层白色的灰……这些来自全球各地的奇特种子正在一座座“种子银行”静静沉睡。
而在位于上海松江的上海辰山植物园中,也有一座“种子银行”——国家重要野生植物种质资源库辰山中心(以下简称“辰山中心”)。这是由科技部和财政部批复的国家科技资源共享服务平台,聚焦国家生态文明建设和生物多样性保护的若干目标,开展重要野生植物种质资源的标准化收集、整理、保藏、评价和利用。辰山植物园则由上海市人民政府、中国科学院、国家林业和草原局合作共建。
近日,这里库存饱满种子总量突破1亿粒(114,496,842粒)!它们来自159科785属1950种野生植物,其中包括323种中国特有种和68种珍稀濒危植物。“这些种子,是我们留给未来的‘生命备份’。”辰山中心负责人钟鑫告诉记者。

塞舌尔群岛巨子棕的种子。 记者 张源 摄
给未来备份的“种子银行”
“救命草”或许就在其中
记者以为,1亿粒种子,按理是个占地面积很大的“生命宝库”,可它们却只占了44平方米。“保存种子是保存植物多样性最经济的手段。”钟鑫举例,上百米高的巨树,其种子可在掌心平铺400多粒。
为何要为野生植物种子建造这样一座“宝库”?他说,在全国各地已经有许多大型的农业、林业等经济作物种库,保存对象大多是人类选择、驯化过的植物品种,而以野生植物为保存对象的种质资源库却相对较少。然而野生植物物种数十分庞大,人类对野生植物的认知、挖掘还远远不足,每年仍有许多新物种被发现。近20年来,我国平均每年发现的植物新种数目在200个左右。
“物种一旦灭绝,其携带的独特基因资源便会永远消失,这很可能会切断人类未来应对疾病、气候变化的重要资源来源。”钟鑫说,气候变化、栖息地破碎化、经济活动等对野生植物生存构成巨大压力,有些种群将发生衰退或濒临灭绝,但是它们所包含的遗传信息及所产生的化学物质,往往关乎科学科研乃至未来人类生存与健康,而种质资源库就是这样一个“时间胶囊”。
举个例子,红豆杉属植物是第四纪冰川“劫后余生”的古老树种,散落在北半球的森林里,目前多数物种仍有灭绝风险。上世纪50年代,科学家们发现其所含的紫杉醇成分具有抗癌作用。随着研究深入,紫杉醇成为最重要的抗癌药物之一。如果当初任其灭绝,人类或许就无法发现它的医学价值,为未来保存种子的意义便在此刻具化。
所以,并不是所有野生植物种子都能进入“种子银行”。它们往往需要符合三点要求,即濒危、区域特有、有重要经济价值的物种。每份种子最少采集500粒,最佳采集10000粒以上。目前,存放在辰山中心的种子以中国华东地区为主,同时也拓展至世界各地。在省份上,来自亚热带的福建最多,占比50%以上,其次是浙江,占比约20%。

技术人员正在确认种子“身份”。 记者 张源 摄
“只有饱满、健康的‘正常型种子’,才能获得长期保存的‘门票’。”上海辰山标本馆馆长葛斌杰说,每份种子入库前,技术人员都对新采集的种子进行清理、干燥、计数、活力检测等精细的“入库体检”和处理。再配套腊叶凭证标本、野外数据、DNA材料和图像等一套完整的科学数据档案,确保其“身份”明确、来源清晰。通过检测的种子,被分装进密封的玻璃瓶或铝箔袋,贴上二维码“身份证”,最终被送入-20℃的冷库。在低温冷库里,种子能够“沉睡”上百年。
“我们和中国西南野生生物种质资源库也就是国家重要野生植物种质资源库主库签订了备存协议,我们采集的种子活动库设在辰山中心,基础库在昆明。1亿多粒种子,部分存放在昆明的基础库里。”葛斌杰说,活动库的种子会被频繁拿出来做萌发测试或分发共享,基础库则是重要备份,只有当活动库的种子没有了,才会动用基础库。建设种质资源库进行迁地保护,与就地保护形成互补,让生物多样性有了多重保障。

保存在冷库中的种子。 记者 张源 摄
采集种子需要“上天入地”
对新发现的江南牡丹草,保护研究已经开始
“一年中,我差不多有1/3的时间都在野外,进行种质资源的采集。越是‘无人区’,越是能发现宝贝。”钟鑫说,这1亿粒种子,是科研人员经过8年跋山涉水的艰辛采集,从17个省份45个市100个县“请”回来的宝贝。有的需要下到峡谷深坑,有的要攀爬百米的高树,还有的则要穿过火山口附近的湿地……种子的采集,是科学、经验、毅力、运气的结合。
2023年夏季,西藏林芝市波密县易贡乡的原始森林深处,钟鑫和同事们攀上高达101.2米的藏南柏木,这是目前全国最高的树。“巨树就像是一座大山,不同高度树冠上附生不同的生态系统。”他回忆,一棵藏南柏木上有100多种附生植物,树顶和树底有天壤之别。在树梢,能看到石豆兰、马尾杉和极度耐旱的多肉植物;在巨树基部,能看到耐荫的蕨类和苔藓、攀爬的藤本植物。“即便脚下万丈深谷,眼前的壮丽和震撼早已打败恐惧。”他说。

钟鑫正在攀爬藏南柏木。 受访者供图
“虽然现在激光雷达技术发达,但是目前世界上创纪录的巨树高度都是靠攀爬测量的,所以想要有准确的、可比的测量数据,依然需要人爬一趟,并且只有这个过程才能采集科学样本。”钟鑫说,这次科考不仅精确测量了巨树高度,还带回了近5000粒藏南柏木种子。如今,这些种子已在辰山中心的试验地培育出了500多株一米多高的树苗,未来计划分送全国植物园进行迁地保育观察。
濒危植物不只高大的树木,还有树林底下萌发的“迷你”花草。
2017年春天,有植物爱好者在浙江诸暨的野外徒步时,偶然发现了一种从未见过的明黄色的花。钟鑫在获得照片信息后,立即与同事们动身前往目的地。在当地人的带领下,他们走过没人走的路,借用绳索穿行于竹林深处,一路上劈荆斩棘。终于,在雨雾中,见到了一片新的江南牡丹草种群。
江南牡丹草非常特别,它们身处亚热带林地,而最近的“亲戚”却远在新疆和东北的温带落叶阔叶林和草原上。同时,它不仅种群非常少,还是一种“早春短命植物”,只在3月发芽开花,一到4月便从地面缩回到地下,所以踪影难觅。目前,江南牡丹草仅发现在浙江和安徽交界处的几小块野外区域,并已被列为浙江省极小种群保护植物。

江南牡丹草。 受访者供图
“在多年研究过程中,我们发现江南牡丹草各个种群的种子在适当条件下的发芽率都很高,种群内密度很大,但种群扩散不开。”经过充分的野外实验后,钟鑫认为,或许是因为天然的“传播者”已经消失,才导致该植物身处灭绝边缘。但是它的块茎有非常多的生物碱,这代表其具有潜在的药用价值。
“它其实很适配冬季落叶的山核桃林。山核桃冬天落叶、春初新叶未发,恰好给早春开花生长的江南牡丹草光合作用储存营养的机会。”他认为,发展经济和物种保护可以是并行的,保护也需要当地共同参与。预计明年,辰山团队将尝试在诸暨和淳安附近的山核桃林下种植江南牡丹草,一到春天便会有成片的花海,待山核桃林开始生长,它们就会结束当年的“KPI”,再等来年春天。
“对江南牡丹草来说,它的保护研究已经开始,这何尝不是一件幸事。”钟鑫说。
种子“沉睡”不是常态
每年数十家科研机构申请“唤醒”
种子保存不是终点,让这些“深睡”的宝藏苏醒并开展种子生态学、群体遗传学和保育生物学研究,服务于生物多样性保护,才是种质资源库的使命。
“我向辰山中心申请种质资源,已经连续有七八年了。”浙江大学生命科学学院生态所副教授李攀说,他主要研究的是植物分类和进化方向,申请种子是他的常态。“当天申请,一般第三天,种子就到手上了。”
2024年,李攀教授正在系统性地研究郁金香属,他想要搞清楚郁金香属在全球到底有多少个物种、它们的亲缘关系如何、是怎么从一个共同祖先不断分化而来的等关键问题,首先就需要足够全面的种质资源。
“很多人以为郁金香是外来植物,其实我国的野生郁金香资源非常丰富,在新疆、内蒙古等边境地区分布了10多种。”为此,他向辰山中心申请了6份郁金香属DNA材料,补全研究需要。2025年4月,李攀教授联合辰山中心在国际期刊上发表重要论文《百合科郁金香族属种间的不完全谱系分选与基因渐渗:来自系统发育基因组学的见解》。

不同的郁金香照片。 受访者供图
通过与全球植物科研机构广泛合作,辰山中心还收集保存了许多海外植物的DNA材料,作为重要的科研资源。今年10月,李攀教授便向该中心申请澳洲和南非独有的矛花科和雪绒兰科的叶片,深入研究单子叶植物。“我们做的是基础研究,为其他学科的研究提供框架和指导,如果我们的取样不够全面和严谨,会影响未来其他科学家的研究工作。”
有“借”种子,也有“还”种子。“因为研究需要,我经常会去全国各地做野外调查,在不影响当地野生种群的情况下,每次都会带一些活株或种子给辰山中心。”李攀教授说,他现在正在西藏,短短4个月已经采集了近百种当地的野生植物种子,主要来自喜马拉雅山南麓,回来之后也会分一些给该中心。

在西藏林芝,李攀教授和学生正在野外调查。 受访者供图
目前,辰山中心的种质资源向全国免费开放,每年都有数十家科研机构申请用于科研的种子和DNA材料。他们利用辰山中心的种质资源,开展植物系统学、演化生物学研究,以及迁地保育实验。
参天巨树、成熟果实、蓊郁林海……对于人与自然而言,则是生命共同体。每一个物种都蕴藏着未知的可能性,就像青蒿素在真正使用之前,产生青蒿素的植物可能被当成路边野草。我们不知道下一个“救命的野草”是哪一棵,这就是我们保存和研究野生植物种质资源的重要意义之一。
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