鵝掌楸“小馬褂們”的故事
五月的花期物語,本期最佳:鵝掌楸屬(Liriodendron L.)。
說起在昆明植物園中展露頭角的木蘭科(Magnoliaceae)植物之一,就不得不提馬褂木(鵝掌楸Liriodendron spp.)。春天,它花大而美麗,葉形奇特似一件小馬褂;秋天,它葉色金黃,樹形優(yōu)美,具有較高的觀賞價值。游人每次走過,都會駐足觀看它們高大的樹姿、奇特的葉片、鮮艷的花朵。在民間,有一種說法:“春看郁金香,秋看黃馬褂”。
首先我們聊一聊為什么鵝掌楸被人們稱為馬褂木呢?金秋時節(jié),它們的葉片,不僅會變得金黃,其葉形如馬褂──葉片的頂部平截,猶如馬褂的下擺;葉片的兩側(cè)平滑或略微彎曲,好像馬褂的兩腰;葉片的兩側(cè)端向外突出,仿佛是馬褂伸出的兩只袖子。所以在中國絕大多數(shù)地區(qū),人們形象地稱之為“馬褂木”。
鵝掌楸(Liriodendron spp.)秋天的風(fēng)采
木蘭科(Magnoliaceae)作為被子植物中最原始的類群,對研究有花植物的起源、分布和系統(tǒng)發(fā)育有重要價值。鵝掌楸屬現(xiàn)僅存兩個種,即鵝掌楸(Liriodendron chinense Sarg.)和北美鵝掌楸(Liriodendron tulipifera Linn.)。這兩個樹種隔洋相望,形成東西半球某種神奇的關(guān)聯(lián),在學(xué)術(shù)上叫“典型的東亞—北美間斷分布‘種對’(Vicariad Species Pairs)”[1]。從出土的化石資料[2, 3]證實,鵝掌楸屬植物形成于上白堊紀(jì),第三紀(jì)晚期達(dá)鼎盛,廣布于北半球,已記錄的化石種達(dá)22種。然而第四紀(jì)冰川的到來,導(dǎo)致大多數(shù)種的滅絕,最終殘遺了2個種。
鵝掌楸(L. chinense Sarg.)和北美鵝掌楸(L. tulipifera Linn.)在全球的分布
鵝掌楸(L. chinense)在東亞的分布(圖片來源:鵝掌楸屬群體遺傳結(jié)構(gòu)及分子系統(tǒng)地理學(xué)研究 [D]. 李康琴. 南京林業(yè)大學(xué) 2013)
北美鵝掌楸(L. tulipifera)在北美的分布(圖片來源:鵝掌楸屬群體遺傳結(jié)構(gòu)及分子系統(tǒng)地理學(xué)研究 [D]. 李康琴. 南京林業(yè)大學(xué) 2013)
鵝掌楸(L. chinense Sarg. )花朵形似郁金香,故老外形象地稱其為“Chinese tulip tree(中國的郁金香樹)”。在“iflora”中的描述是:“花杯狀,花被片9,外輪3片綠色,萼片狀,向外彎垂,內(nèi)兩輪6片、直立,花瓣狀、倒卵形,長3-4厘米,綠色,具黃色縱條紋。”它是中國特有的珍稀植物,是國家二級保護(hù)植物。因種子易敗育,成熟種子少;又屢遭濫伐,導(dǎo)致野外種群數(shù)量少,且分布片段化嚴(yán)重,現(xiàn)已成為瀕危樹種。
鵝掌楸(L. chinense)的花
鵝掌楸(L. chinense)的花大小
北美鵝掌楸(L. tulipifera Linn.)為世界珍貴樹種之一,17世紀(jì)從北美引種到英國,其黃色花朵形似杯狀的郁金香,故歐洲人稱之為“郁金香樹”。在“iflora”中的描述是:“花杯狀,花被片9,外輪3片綠色,萼片狀,向外彎垂,內(nèi)兩輪6片,灰綠色,直立,花瓣狀、卵形,長4-6厘米,近基部有一不規(guī)則的黃色帶。”在歐洲,北美鵝掌楸是城市中極佳的行道樹,對有害氣體的抗性較強(qiáng),也是工業(yè)礦區(qū)綠化的優(yōu)良樹種之一。
北美鵝掌楸(L. tulipifera)的花
1963-1965年,我國南京林業(yè)大學(xué)已故的著名林木育種學(xué)家葉培忠教授,利用20世紀(jì)30年代引種在南京明孝陵的一棵北美鵝掌楸(L. tulipifera)的花粉與鵝掌楸(L. chinense )的柱頭進(jìn)行了一項人工授粉雜交試驗。結(jié)果表明,這兩個物種居然發(fā)生了基因融合,并孕育了種子,并且這些后代的優(yōu)勢顯而易見[4]。雜交鵝掌楸(L. chinense ‘Tulipifera’)生長更迅速、耐寒性強(qiáng),在抗寒、抗病蟲害等方面優(yōu)于鵝掌楸(L. chinense ),是難得的賞花喬木,曾作為北京奧運會的指定樹種。在花型方面,它的花較大,鵝黃色,花形杯狀,單生枝頂。
雜交鵝掌楸(L.chinense ‘Tulipifera’)的花
昆明植物園木蘭園引種和栽培有三種鵝掌楸屬植物:鵝掌楸(L. chinense)和北美鵝掌楸(L. tulipifera)定植于1974年,雜交鵝掌楸(L. chinense ‘Tulipifera’)定植于1991年。在工作人員幾十年的細(xì)心呵護(hù)下,三者漸漸表現(xiàn)出差異。葉片上,雜交鵝掌楸會分裂出多個角,從幼葉也到成葉形態(tài)變化很大,在中間時期會有較大的葉型分裂和生長變化。從整個生長過程來看,雜交鵝掌楸較同時期的鵝掌楸和北美鵝掌楸葉片生長量更大,葉面積也是最大的。
三種植物同時期同階段的樹葉對比
鵝掌楸(L.chinense)同一枝條上葉片不同階段的變化
北美鵝掌楸(L.tulipifera)同一枝條上葉片不同階段的變化
雜交鵝掌楸(L.chinense ‘Tulipifera’)同一枝條上葉片不同階段的變化
開花時,三個種的花特征對比更為鮮明,鵝掌楸的花最大,且顏色較綠,少有橘黃色部分。北美鵝掌楸花最小,花被片黃綠相間。雜交鵝掌楸花大小介于前二者之間,但顏色鮮艷,在盛花期花被張開最大。
三種花大小對比
據(jù)筆者的觀測,雜交鵝掌楸與親本樹種相比,在生長量與適應(yīng)能力上都具有明顯的優(yōu)勢。雜交鵝掌楸定植時間較親本種晚17年,但生長量和生長速度遠(yuǎn)高于親本種,甚至株高和胸徑已經(jīng)超過了鵝掌楸。雜交鵝掌楸比親本種發(fā)葉早,落葉遲,生長期長。另據(jù)科學(xué)家的研究表明,雜交鵝掌楸的生長期比親本種長20-30天,葉面積比鵝掌楸大1倍以上,植株新梢內(nèi)源激素(GAI/3、IAA、iPA)含量顯著高于親本種,葉片的維管組織比親本種發(fā)達(dá),氣孔開口和密度也比親本種大;其保護(hù)酶系統(tǒng)有利于抗干旱與耐寒冷。所有這些因素都有利于雜種的優(yōu)勢生長與適應(yīng)能力的提高[5]。這又是雜交優(yōu)勢的一個生動案例。
昆明植物園木蘭園北部區(qū)域是鵝掌楸屬植物的主要展示區(qū),目前整個木蘭園的很多木蘭科植物已進(jìn)入花期,如果您感興趣,就趕快抓緊時間觀賞這一種穿著馬褂的“郁金香樹”吧!
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