火山之花
文章: Ohia Hunter | 作者: 亞歷山大 (Alexander Salkever)

火山之花

   

欧胡岛库里欧欧(Kuli'ou'ou)山谷的最高山脊上有一片夏威夷原生森林,陡峭的火山岩山坡上,生长着当地人称之为「奥希亚(ohi'a)」的桃金孃树,包括已知和尚未命名的品种,这里是生物的宝库,保留着物种起源的线索。

奥希亚树是夏威夷的原生树种,在熔岩覆盖的不毛大地上扎根生长,开出深红的花朶。在夏威夷的传说中,奥希亚树与其火红绒球状的「丽华(lehua)」花,原是一对年轻的恋人,但是,火山女神佩雷爱上了奥希亚,当她对奥希亚求爱时,忠实的奥希亚拒绝了她。嫉妒的佩雷恼羞成怒将他变成一棵树,失去心爱的人的丽华伤心欲绝痛哭不止,她的真情感动了其他的神,将她变成美丽的羽毛状花,掛在奥希亚树上,让他们生生世世在一起。这个传说也成为古典呼拉舞的题材而广为人知,至今夏威夷人仍然相信,当你摘下丽华花时,天空就会下雨,因为这对恋人又要被迫分离而哭泣了。

我紧随着伊莉莎白史黛西(Elizabeth Stacy)的脚步,走向库里欧欧山谷里没有标记的狭窄山径上寻找奥希亚树,天空微雨、山风强劲,山路陡峭难行。史黛西是希洛市夏威夷大学的教授以及世界上最重要的桃金孃科植物学专家,她的专业生涯大多用于揭开树木的秘密。她在波士顿长大,热爱大自然,於宾州州立大学研究兽药。毕业后,主动请缨至亚马逊森林研究团队,她在那里爱上了热带雨林与特殊树种。

她经常攀登到陡峭的悬崖或险峻的山坡去进行研究工作,甚至因为不小心而受伤、骨折、肌腱发炎,却仍然充满热情与使命感。「我知道我应该休息调养身体,但是没有时间,」她说。「还有这么多的事要做。」这是因为,史黛西是夏威夷奥希亚树的猎人,她正在寻找一个伟大生物学的答案:新的物种究竟是如何出现的?

奥希亚树之所以让史黛西著迷的原因,与浪漫的传说无关,而是惊讶其庞大的族群与无处不在的存在。「它是这样的一个优势树种,」史黛西说。奥希亚树游丝般的细根在荒芜的熔岩沙漠找到埋藏的水分;在高原沼泽,它们以矮生植物形态茁壮成长。它们是本土鸟类、陆生蜗牛和昆虫的天然庇护所,当许多植物被入侵的外来种植物所取代,奥希亚树并未濒临绝种或遭到威胁,基因科学家认为,奥希亚树是“混杂”的族群,拥有无数杂交种和种属,是一个难解的结,有待演化生物学家去研究和解开谜题。

去年,史黛西和她的团队在贯穿希洛市的怀露库河发现了一群稀有的奥希亚树,它们生长在陡峭堤岸的岩石间,虽长时期被淹没仍存活,与其他类型的奥希亚树不同,更重要的是,它们有不同的DNA,这意味着它们可能是一个未知的品种。

科学家认为植物被引进夏威夷不超过十万年前,所以现在的问题是,一个新的物种如何能在这么短的时间内进化?更诱人的是,这可能是未经纪录的品种,不久的将来有望成为新的品种。这也在一定程度上解释了为甚么在夏威夷研究奥希亚树是如此有趣。

在夏威夷的每座岛屿都有不同的奥希亚树,因为每座岛屿的年龄不同,这个差异造就了不同的地质、地貌和环境条件,从而导致同一种属植物的多样性生物相,例如奥希亚树(桃金孃树)在干燥的森林可以长成直立高大的树木;在云雾森林沼泽长成矮小、质地坚硬的小灌木;在热带雨林成长为有如可移动的广阔灌木丛。

欧胡岛特有种的皱折桃金孃又名「丽华爸爸」有圆形、深皱的叶片;怀厄莱阿莱桃金孃只生长在可爱岛,有较长的叶片且不聚集成花结。这种差异被认为是随着潜在的遗传指纹而来,提供史黛西準确的时间戳记,来辨识不同的品种可能已经进化,反之,也使得它更容易跟踪复杂的进化过程。

2004年,史黛西来到希洛,她注意到大岛到处都是奥希亚树,在一些地方更往往是唯一的原生树种。「在原生植物中很少能发现这样单一品种的优势树种,」她说。

「这真令人惊异!我开始问问题,并发现很少有桃金孃树遗传学和进化学的研究。这是一个混杂的种属:有这么多的杂交种、这么多品种和形态。我们有五个已知的品种,但可能还有更多。我们根本不知道。」当史黛西调查为何很少有桃金孃树的研究时,一位同事告诉她,它们非常复杂和可怕,这意味着没有明显的路径和可能的惊人发现。对科学家而言,这是很高的职业风险,但史黛西说:「我想,酷!这是一个巨大的机会!」

我们越过山脊、攀著绳索寻找到只生长在高山、飓风条件下的皱折桃金孃,其侧又有一棵截然不同的桃金孃,叶片为稍浅绿色的椭圆形,史黛西摩擦叶片底部,看看轻松柔软的绒毛如何脱落。「这个.我不知道。可能是一个失败的杂交品种。」 「那是繁殖的失败者。」史黛西希望做出演化成功到失败者的排序,以探讨为甚么有些杂交树种能成为成熟的树种加以演化,而有些不能。

史黛西和她的学生针对欧胡岛、可爱岛和大岛的奥希亚树作标识、纪录、创建生物资讯资料库、基因分析和复杂的GPS定位追踪。史黛西说最难的其实是人工授粉,刮风、潮湿都很难进行,有时还得和蜜蜂竞速,因为蜜蜂携带太多花粉,会影响授粉作业。研究小组有时也进行人工授粉,来比对杂交种和非杂交种的不同组合,以辨识新品种和树木的演化过程。她说「夏威夷就像一块白板,就看何种生物体可以殖民、分化和形成,夏威夷大岛是最年轻的岛屿,所以我们可以将之与较古老的欧胡岛和可爱岛的植物相比较,探讨它们随着时间推移的发展模式。」

她对研究的热忱,也是让她获得国家科学基金会5年研究补助金的原因。她也是一位很受欢迎的讲师,并与K-12的学生在大岛传播科学的福音。她使用示范花园,向学生展示在不同的条件下,同一物种的两个植物如何演化成不同型态。 

在田野调查时,她工具简陋、能抓到甚么就抓甚么,但在实验室史黛西可是进化遗传学的前卫。她的研究小组已确定了怀露库河奥希亚树与夏威夷其他奥希亚树的显著差异,「我们已经找到相关植物的分歧,也就是生物学学术名词中所谓的“微卫星DNA”」这意味着她可能已经发现一个新的奥希亚品种。但是要证实这是一个新品种,还需要很长时间的研究。「夏威夷仍有少数地方完全不受外界干扰,许多现在认为是稀有的植物,很可能在某个时间点是很普遍的,但现在它们面临著失去栖息地或入侵杂草的竞争。」

雨停了。太阳出来了。森林的颜色活了起来。我们停在一棵健康的奥希亚树旁,这是史黛西团队数次授粉的一棵,虽然花季已过,美丽花朵却仍然绽放。「我从来不是真正的知道它们何时开花,何时不开,它们拥有无限的可能性,无法以偏概全。」 她说。「它们总是让我感到惊奇,这也是我觉得它们如此迷人的原因之一。」 

 HH 翻译 | Run Wu