中国广西西北部岩洞新物种：洞生黄芩（Scutellaria cavicola）的发现与系统学研究

本研究针对广西凌云县喀斯特洞穴中发现的一种未知黄芩属植物，通过形态学比较和分子系统学分析（基于ITS和ETS序列），确认其为唇形科黄芩属新种——洞生黄芩（Scutellaria cavicola）。该物种与缙云黄芩（S. tsinyunensis）近缘但存在显著形态差异，且被评估为极危（CR）物种，对洞穴生物多样性保护及植物适应性演化研究具有重要意义。

　　

在广袤的喀斯特地貌中，洞穴生态系统因其独特的光照条件和微环境，孕育了许多特有种生物。近年来，中国广西西北部的岩洞成为植物多样性研究的热点区域，但洞穴环境的低光照和特殊土壤条件对植物生存提出了严峻挑战，尤其对需光性较强的开花植物而言更是如此。在此背景下，黄芩属（Scutellaria）植物因其药用价值和分类学复杂性备受关注。该属全球超过476种，中国分布约100种，其中多种如黄芩（S. baicalensis）、半枝莲（S. barbata）等以抗肿瘤、抗炎和抗氧化活性闻名，传统应用历史长达2000余年。然而，洞穴环境中该属植物的分类和演化研究仍存在空白。

2023年10月，研究团队在广西凌云县喀斯特洞穴入口处发现了一种未知的小型草本植物，结果期标本显示其可能属于黄芩属。为进一步明确其分类地位，团队于2024年8月再次采集到开花标本，通过详细的形态学比较和分子系统学分析，最终确认其为新物种——洞生黄芩（Scutellaria cavicola）。该项研究发表于《PhytoKeys》，为洞穴植物适应性演化及生物多样性保护提供了关键案例。

研究采用多项关键技术方法：形态学分析使用体视显微镜（Olympus SZX16）和高清相机（Nikon D7200、Canon R5）观察标本和果皮微形态；分子系统学基于核核糖体内部转录间隔区（ITS）和外部转录间隔区（ETS）序列，通过Illumina HiSeq4000平台测序，使用GetOrganelle组装和MAFFT比对；系统发育分析采用贝叶斯推断（BI）和最大似然法（ML），以Holmskioldia和Tinnea为外类群，模型为GTR+F+I+G4。样本来源于广西凌云县单一洞穴种群（海拔950 m），凭证标本保存于IBK和KUN标本馆。

形态学分析

通过标本解剖和显微观察，发现洞生黄芩为多年生草本，茎木质化，高15–30 cm，叶卵形至三角状卵形，长14.5–23 mm，宽8.5–14.5 mm，叶柄长3–7.5 mm。花序总状，长1–5 cm，具3–10花，花冠白色带紫红色。坚果深蓝色，卵状椭球形，表面具瘤状突起。与近缘种缙云黄芩（S. tsinyunensis）相比，洞生黄芩植株矮小、叶片更小且基部宽楔形、叶柄较长、花序短且花数少，坚果尺寸更小（1.22–1.47 × 0.79–0.98 mm vs. 约2.8 × 1.6 mm）。

分子系统学分析

基于ITS（543 bp）和ETS（423 bp）串联序列（总长966 bp）的系统发育树显示，洞生黄芩与缙云黄芩构成单系群（支持率PP/BS=0.76/90），并作为印度黄芩（S. indica）的姐妹群（支持率PP/BS=0.96/95）。结果表明洞生黄芩在黄芩属内属于爪哇系（Ser. Javanicae），且与缙云黄芩亲缘关系最近，但形态和生态差异显著。

分类处理与保护评估

新种正式命名为Scutellaria cavicola C.Xiong, Z.Y.Wei & L.F.Fu，模式标本采自广西百色市凌云县（XC24010，存放于IBK和KUN）。物种仅发现于单一洞穴种群，成熟个体约100–200株，分布面积（AOO）约300 m2，受人类宗教活动（烧香）威胁。根据IUCN标准，评估为极危（CR B1+2ab (ii, iii)）。

讨论

洞生黄芩的发现扩大了黄芩属在喀斯特洞穴环境的分布记录。与已知洞穴物种钝叶黄芩（S. obtusifolia）和印度黄芩（S. indica）相比，洞生黄芩的花冠颜色、叶形和生态位均存在显著差异。研究还注意到洞穴内开花个体比例低、花序花数少，可能是对低光照环境的适应策略。这一现象提示洞穴环境可能通过选择压力影响植物的繁殖特征，为植物适应性演化研究提供了新视角。

该研究不仅丰富了广西植物多样性本底数据，也为洞穴生态系统的保护与可持续利用提供了科学依据。洞生黄芩的极危 status 突显了喀斯特生境的脆弱性，呼吁加强此类微环境的监测与保护。