植物精细解剖摄影:捕捉细节之美
科学研究中理论与实验是相辅相成的,一项重要技术或仪器被发明,会极大地推动相关学科的发展。植物学研究领域,特别是对植物形态的观察研究中,人们从最早的裸眼到放大镜的使用是一个进步。光学显微镜的发明将植物形态研究带入到细胞学层面。透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)的相继发明,拉开了亚显微尺度的研究序幕,可以让科学家进行细胞内,对各类细胞器开展研究,甚至可以定位到分子层面。荧光显微技术、微分干涉显微技术(DIC)、激光共聚焦技术(LSCM)使得组织结构的可视化大大增强。科学家采用核磁共振(NMR)、高分辨率X射线计算机断层扫描成像技术(HRCT)从事古植物学研究,可以在不破坏珍贵化石的前提下获取重要的形态数据。这些不断革新的技术和设备,让植物学家们如虎添翼,植物学研究得到了巨大的发展,知识的积累呈几何级的速度增长。
蕨类植物Marsilea quadrifolia▲蘋的孢子果解剖
(体视显微镜拍摄)
Aster jiulongshanensis▲九龙山紫菀冠毛横断面结构
(扫描电子显微镜拍摄,左图1300倍,右图4000倍)
通过HRCT技术分析一份疑似猕猴桃科的花芽化石
(视频录自Peter Crane教授在辰山的一场学术报告)
花芽化石结构扫描重构
(来自Peter Crane教授在辰山的一场学术报告)
但上述的仪器设备一般存在于科研院校,和普通大众相距甚远。伴随着老百姓生活越来越好,有更多的精力开始关注周围环境,关心身边的自然,也愿意让自己的孩子“多识于鸟兽草木之名”。有没有什么好的办法,可以让非分类专业出身的植物爱好者只需用到比较简单的工具,就能做到无师自通,认识更多的植物,积累更扎实的植物知识?继“用摄影做自然笔记——植物图鉴类摄影”之后,我想在这里和各位分享自己接触植物精细解剖摄影工作以来的些许心得体会,或能给大家在今后的自然观察类活动中带来不一样的收获。
Victoria amazonica▲王莲(花的离析图)
一、什么是植物精细解剖摄影
植物精细解剖摄影属于微观摄影的范畴,简单来讲就是先将植物各个器官(主要是花、果等繁殖器官)进行精准地解剖,然后用微距镜头将它们一一拍清楚。我们大部分人接触植物分类学,面对的都是检索表和植物志上枯燥的甚至机械的形态描述,这些资料只会告诉我们形状、大小、数量、颜色等固化的信息,而这些植物活着的时候的生理活动、形态结构对它的生命过程起到的作用是难以获得的,但恰恰是这些信息才是植物最精彩的部分,对于植物分类学、植物系统演化有重要的理论价值,对于植物科普教学具有重要的应用价值。面对鲜活的植物材料,解剖一朵正在开放的花,除了可以更加直观地展示植物色泽、形态的多样性,通过对相关结构的观察和思考,还能进一步讨论它们的生态适应性。因此植物精细解剖摄影不能简单的等同于植物解剖图谱。
“熟悉”的蜡梅发现了它开花的秘密吗?
植物精细解剖摄影自然也有本身的局限,因为常用的是微距镜头,先天决定了拍摄物体不能太小,尺度范围基本在1毫米到1米,这也是我们植物分类鉴定中最常用的,可以较好地满足日常植物识别和形态观测的需求。如果想要观察花粉、极小种子或表面显微结构,只有寻求体式解剖镜、光学显微镜,或者电子显微镜了。
一枚长约5mm的雄蕊,表现基部念珠状毛被特征已略显吃力
Capsella bursa-pastoris▲荠(未成熟种子)
荠近成熟种子,颜色由绿转黄褐色
以上均由钟鑫通过微距镜头加装显微镜物镜后堆栈拍摄
这种拍摄方式是对常规微距摄影的延伸
二、植物精细解剖摄影的常用工具
2.1 解剖工具
解剖材料主要是花、果、种子,偶尔有根茎和枝条。几年下来,工具换了若干批次,目前在我解剖工具盒里始终占有一席之地的有10种,按照使用频度排列如下:
实用解剖工具
如上图对折后再掰断,利用锋利的断头进行切割
2.2 摄影器材
摄影器材的配备和房子装潢一样,是没有上限的,所以要结合工作需要和资金状况合理购置,按高、中、低三档分别给出我的建议,供大家参考:
各位可参考同类品牌选购,本公众号无上述品牌的资助
拍摄设备
支持设备
2019年之前,我一直是在单位进行植物解剖,因为身处植物园,采了花就可以马上进入实验室开始观察、解剖和拍摄,所以我一般就用翻拍架和室内闪光灯。后面我发现大部分植物材料只要装在自封袋里,吹口气撑大,放入密封盒或采集袋中,避免高温、挤压,晚上取出后,花的形态还是非常完好。于是就利用出差的机会,晚上开始拍摄一些材料。但这时一些室内的工具就需要替换,比如用便携式闪光灯替代室内大型的闪光灯,用可倒置的三脚架取代笨重的翻拍台。有条件可以选购神牛AD600 pro或AD200 pro作为室外光源,既可以保持常亮,也能进行闪光输出。当使用便携式闪光灯时,最好配备多功能三脚架,如JOBY系列,轻巧但稳定性很高。如果资金有限,狂人三头闪光灯也是可以的。只是目前的狂人灯连续闪光输出时不稳定,进行全景深堆栈拍摄就会有点小麻烦,需要后期逐张微调。
利用三脚架与神牛AD200 pro 搭建的简易拍摄台
在马岛拍摄Asteropeia multiflora▲多花翼萼茶
多花翼萼茶的花冠纵切片
(上位子房;柱头3;雄蕊5长5短,基部联合;花瓣5,早落;花萼5,宿存)
利用三脚架与狂人灯搭建的简易拍摄台
在陕西秦岭拍摄Stylophorum sutchuenense▲四川金罂粟
四川金罂粟开裂的蒴果、果瓣与种子
(种子黑色,具白色油质体,可能与地表昆虫传播相关)
此外,相机存储卡、移动硬盘、笔记本电脑、充电电池自不必说,最好随身携带一个拖线板,方便在宾馆给各种电池和设备充电。上述这些工具至少会占去我的半个行李箱,每次出差只能尽量缩减个人衣物和生活用品,一条裤子只要不摔进沟里,穿1个月也不是不可以。
三、精细解剖需掌握的基本植物学知识
从技术本身而言,精细解剖摄影并不具备高门槛,大部分情况下甚至是机械化流程化的操作。但是能长期坚持这项工作的人非常少,主要原因是做好这项工作起码要有两个条件:第一,具备一定的植物形态学基础和分类功底;第二,能够在相对稳定的工作环境中,有经费支持,得以长期从事野外采集,跟踪观察。因此,能同时满足这两个条件的人是很少的。如果将它作为自己业余的兴趣爱好,那么第二个就不是必要条件。精细解剖并不是植物学的入门技能,而是进阶技能,在此之前首先要学会的就是如何观察一朵花。
Cinnamomum burmannii▲阴香
(花冠正面,显示2轮花被片与4轮雄蕊)
对阴香的花离析后更容易区分各轮花部的结构
植物与我们息息相关,哪怕一道普通的鱼香肉丝都有11科18属的植物直接参与,每天来到阳台、出入厨房,相信都能看到植物的身影,所以日常生活中并不缺乏解剖观察的材料。我们赖以生存的地球上有着30余万种有花植物,参照APG(被子植物系统发育小组) IV系统,它们隶属于416个科。植物在适应环境的漫长过程中,逐步演化出了复杂多样的形态。
鱼香肉丝的灵魂们(图片来源于网络)
“乱花渐欲迷人眼”
被子植物系统发育简图(Ge & Zhong et al. 2020)
我们没有人能够看尽这世上的繁花种种,但是假如对植物的认识层面由种提升至属或者科,那机会将大大增加。植物学家们在探索植物王国的旅程中,通过描述、命名、归类,将这么多植物归为了416个大类,其中自然有一些规律和共性。
其中一朵花的形态结构是关键!
目前大部分学者认同花是变态的短枝,一截小枝上的“叶”分化形成了苞片、花被片、雌雄蕊等各部结构。如组成雌蕊的基本单位——心皮,就是叶片卷曲愈合形成,胚珠着生在愈合处的腹缝线上。如果大家剥过豌豆,就会更加容易理解。
真花学说简图
一朵模式化的花由花梗/柄、花托、花被、雄蕊群、雌蕊群5部分组成。之所以说是模式化,因为真正的花经常不按套路出牌。你可能会发觉身边但凡从事研究工作的,他们在陈述一个观点时,经常会限定在一个很小的范围内。或者会经常用诸如可能、一般来说、大部分情况下等,听着好像很“不靠谱”。但是我想提醒你,这恰恰体现了他/她的严谨态度。那种把话说得很满,拍着胸脯对你说绝对没问题、肯定如此啥啥的,才可能是真的不靠谱。
一朵模式化的花的基本结构组成
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
观察花的时候,我们需要清楚花部的着生方式、花部结构,学会如何判断子房上下位、胎座类型、花冠形状、花序类型等。
被丝托类型与子房位置示意图,灰色区域指蜜腺,黑色为花萼裂片及被丝托,白色为花瓣
(A-F. 子房上位;G. 子房半下位;H-I. 子房下位;A. 无被丝托;B. 花丝联合为管状;C. 花丝与花瓣成管状;D. 花萼成杯状,具花冠柄;E. 杯状被丝托;F. 杯状被丝托,具雌雄蕊柄;G. 子房半下位,具被丝托;I. 花丝与花瓣成管状。摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
对于具体某个物种的特征描述往往比较冗长,即便把某个物种的形态描述背下来念给专家听,专家一般也是一脸懵。为了便于彼此更高效率的沟通,植物学家们发明了一套简练的语言系统,即花程式和花图式,它们由一些自定义的图形部件,字母、符号及数字组成。
花程式符号释义
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
花程式实例1:Fritillaria thunbergii▲浙贝母
花程式实例2:Polygala japonica▲瓜子金
花程式实例3:Sesbania cannabina▲田菁
花图式符号释义
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
花图式案例1:Tricyrtis puberula▲宽叶油点草
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
花图式案例2:Strongylodon macrobotrys▲翡翠葛
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
花图式案例3:Polygala × dalmaisiana
(摘译自Louis P. Ronse De Craene, 2010)
四、精细解剖摄影的流程与技巧
4.1 取样要求
植物材料,特别是个人新属、新科的材料来之不易,另外出于保护的目的,我也强烈反对过度取样。对于小型草本,在不影响种群繁殖的前提下,挖取1棵大小适中的完整植株,配上3~5朵正值盛花期的花,如果已结果,注意收集成熟度不一的果实,这样既能兼顾幼嫩果实,又可以从成熟果实中拍到种子。面对大型草本、乔灌木,则剪一段带花、果、叶的枝条,要能反映枝叶着生方式,注意收集其他有重要识别价值的营养器官,基本上与采集植物标本的要求一样。很多花易落或易受损,则需要额外准备有密封性的盒子或袋子,分装并全程注意保护。部分类群,如旋花科、酢浆草科、马齿苋科、柳叶菜科、紫茉莉科、仙人掌科、凤仙花科、龙胆属等花被片极易失水萎焉或闭合,采下没过多久就缩成一团,难以分离。此外,大部分水生植物也存在这样的情况。处理这些植物,最好取下立即解剖。
对于采集对象的变异幅度要有所了解,如花色的变化
采集对象叶形的变化
采集枝叶的基本要求
上图只用了一小段仅带一朵花的枝条完成的解剖
(Cassiope selaginoides▲锦绦花)
4.2 精细解剖的流程
一般按由大及小、由粗及细的步骤,先拍整体,再拍局部。
1. 六大器官,根、茎、叶、花、果、种子,凡具有鉴定意义或反映生态适应性的尽量能拍全,但往往无法一次集齐。这时需及时整理拍摄进度,下次遇到了再补。
凑齐茎、叶、花、果、种子并非易事
(Liriodendron × sinoamericanum▲杂交鹅掌楸)
2. 对于营养器官的拍摄,要特别注意变态的根茎,茎干被毛、刺、翅等情况,以及叶的腺体、腺点、腺毛、刺突等。
小枝具显著的木栓翅,连同髓部也有志书未曾记载的“十字架形”有趣特征
(Euonymus alatus▲卫矛)
3. 拍摄花部结构,至少需要3朵花,因为要展示完整的花冠、花部纵切片、子房横切与纵切等解剖结构:
花序,剪取完整的带花和花序的枝条,注意一些簇生类型花序的表达;
先拍摄带花枝条
草本尽量采集全株
左,Yulania▲玉兰品种,单花;右,阴香,聚伞花序
伞形花序组成总状
(Cerasus yedoensis▲东京樱花)
菊科头状花序纵切片
(Aster indicus▲马兰)
展示花冠的正反面
(上:卫矛;下:阴香)
花的离析图,即展示花萼、花瓣、雄蕊群、雌蕊群各部的数量、形态、相对位置。一些特别小的花部结构需要特写,便于后期重点展示。
一朵花各部离析,展示相对位置
(Stellaria media▲繁缕,此处展示5雄蕊,常见3雄蕊)
离瓣花离析的排列方式,三基数排列示意(阴香)
四基数排列示意,作辅助线
(Ilex latifolia▲大叶冬青,雌花具不育雄蕊)
五基数排列示意
左上为花瓣与花萼裂片相对位置;
右下为两轮雄蕊,中央为子房横切片
(Deutzia▲溲疏属品种)
五基数有旋卷方向的排列示意
(Hypericum patulum▲金丝梅)
花被片多数螺旋状排列示意
(Chimonanthus praecox▲蜡梅)
辐射对称的合瓣花类,沿一侧切开后摊平
(Calystegia hederacea▲打碗花)
二唇形的合瓣花类,可尝试做两次纵切面
(Mazus pumilus▲通泉草)
花的纵切片,是指将一朵花从中心附近纵切一刀,然后降低1~2mm再切一刀,这样在它的切面上可以看清花各部的着生位置,避免重复部分干扰。它的难度在于要对花的所有部位切割两次,对于花被片较长且韧的难度较大。
花冠纵切片
(Peliosanthes teta▲簇花球子草 )
花的纵切面,与纵切片不同,只需从花的中心纵切一刀即可,这是在没有十足把握完成纵切片的情况下的折中做法。
花冠纵切面
(Cerasus yedoensis▲东京樱花)
雌蕊的纵、横切面,纵切可以看到每室的胚珠数量;横切可以看到子房的室数,胎座类型,当子房室内胚珠较多时,至少剔除一室全部或部分胚珠,有利于看清子房隔膜。
子房的纵、横切实例1
(左:Oenothera speciosa▲美丽月见草;右:黄水仙)
子房的纵、横切实例2
(Dianthus plumarius▲常夏石竹)
雄蕊的结构,展示雄蕊花药、花丝细节,展示着药类型、开裂方向及方式,雄蕊类型。
雄蕊的形态多样性,从系统发育树上还能寻找有趣的故事
Parnassia wightiana▲鸡肫草的开花过程中,雄蕊渐次成熟
4. 果实和种子的拍摄,除要有各个方向的外观照片外,还要进行纵、横切,看清果实类型、附属物情况;种子需要看清胚的结构,表面纹饰或附属物等。
果实横切,3个侧膜胎座上长满了种子
果实纵切
防己科内果核的丰富形态
种子的各个方向及纵切示胚乳的结构
(Annonaceae▲番荔枝科)
种子纵切,胚轴与胚根的绿黄两色令人眼前一亮!
(Keteleeria fortunei▲油杉)
5. 解剖拍摄前需掌握已有的形态学信息,对于记载不全甚至错误的部分要重点研究、明确表达,提升精细解剖的学术价值。
4.3 拍摄技巧
精细解剖摄影追求的是对细节特征的真实再现,背景纯净、主题突出、特征清晰是基本要求。
4.3.1 拍摄解剖材料要快准狠
新鲜的植物材料通常含水量较高,解剖一个部位就立即拍摄,让材料尽量处在较新鲜的状态。拍摄前要预估好时间,一种植物最好一次性拍完,若中间有反复干扰,将影响植物的新鲜度,降低图像品质。很多植物含有酚类物质,切开后短时间就会变色,遇到这样的材料,在解剖前就要做好充分准备,保证材料一旦切开就立即开始拍摄。如有打断,可以将材料放入水中,有效减缓变色过程。(在家里切过土豆丝的朋友会明白我在说啥)各个部位的图片最后可通过软件进行有机整合,不必非得将所有部位解剖好才拍“全家福”。
4.3.2 巧用玻璃板获得纯色背景
配合使用厚度1mm洁净的有机玻璃板(如家中相框用的那种),纯色(常用黑色)背景厚绒布,将解剖好的植物材料按一定的次序摆在玻璃板上,然后在玻璃板两侧用书本或其他物体垫高,使玻璃板远离背景布达10cm以上,这样拍摄的照片背景比较纯净。
4.3.3 两侧打光压低高光区
两侧打光,调整光源的入射角度,使得植物材料不形成明显的倒影,注意控制厚度不同的材料的间距,不至于相互间形成阴影。在有闪光设备的支持下,推荐拍摄参数设为ISO 100, F 16, 1/250s,手动模式,用Raw格式拍摄。如果仅有天然光线或普通照明,则在手动模式下进行快门与光圈的调节。根据经验,拍摄植物材料,常遇到反光问题,宜将图像亮度整体压暗,以防局部过曝丢失亮部细节。
4.3.4 堆栈式拍摄获取全景深图像
微距摄影时,物距往往较短,景深也随之变浅,要获得全景深图片,就需要对植物材料快速扫描式拍摄多张,后期进行景深叠加操作。但要注意新鲜材料切开后在拍摄过程中易失水变形,变形太厉害则会影响后期叠加效果。对于特别薄的材料,可以用滴管取少许水滴在有机玻璃板上,将材料浸在水里,保持舒展状态。但由此可能造成多处反光光斑,需要调节光源方向或在镜头前安装偏振镜来消除。
玉兰花部雄蕊群,左为单张,右为29张堆栈
用水润湿材料后拍摄
(Chrysanthemum lavandulifolium▲甘菊的聚药雄蕊展开及花柱)
4.3.5 保证图像的科学性
准确的标尺是科学摄影的基本要求,可以反映材料真实的大小,对于后续研究具有参考意义。拍摄时尺子的摆放要尽量固定在取景器视野的同一处,建议与视野下部长边保持水平。如有可能最好还有比色卡,蓝紫色系的花图像颜色易失真。目前市面上有比色卡和比例尺二合一的产品。
4.3.6 要让材料服服帖帖
拍摄合冠花类材料需剖开一边后摊开,便于展示冠筒内外特征,果实或种子也要有各个方向的特征,此时注意使用双面胶或蓝丁胶进行固定。比起双面胶,我更喜欢用蓝丁胶,它对于材料的破坏较小,还可以回收重复使用,有助于维持有机玻璃板的整洁。
用蓝丁胶固定展开的花冠筒,边缘还可见露出的部分
(Cestrum nocturnum▲夜香树)
4.4 图像的后期处理
植物精细解剖摄影属于科学摄影,图像要真实地反映植物的各方面特征。这里指的后期处理,主要包括两方面:首先是去除背景中的杂质、阴影等,突显主体。第二,也是最关键的,要弥补相机本身的成像局限,比如通过图层叠加提升景深;微调暗部、亮部,令明暗过渡更为自然,展示更多细节。对图像的这些处理其实是为了更加准确的接近材料真实的模样,谈及后期就一概封杀,显然是对于摄影存在认知的误区。
4.4.1 尽量选择RAW格式拍摄
RAW文件是原始图像编码数据,即“数字底片”,不同品牌的后缀格式不同,如尼康是“.NEF”,佳能是“.CR2”,索尼是“.ARW”。RAW文件后期对动态范围、细节的再现都远高于jpg格式。如果回到胶片时代,RAW文件就相当于是未冲洗的底片,而jpg则是冲洗好了定影的成品。
4.4.2 选用合适的软件进行景深叠加
景深叠加的原理是软件会分析指定的一系列图片中每张图像最清晰的部分,选取后堆叠合成一张图片。根据材料的厚度拍摄不同数量的分层图片。但是景深叠加的图像算法对于计算机内存提出很高的要求。大家可能看过摄影大牛Levon Biss拍摄的牛津大学昆虫标本,他是将景深叠加发挥到了极致,我们拍摄分部解剖图片不需要几千张的叠加。拍摄花冠正面或者复杂果实与种子表面结构的时候,也仅仅需要几十张或上百张即可。我常用的有Zerene Stacker、Helicon Focus和Photoshop CC(或其他版本),各有优缺点。前两款最突出的优点是可以对大量图片叠加,速度要快于Photoshop CC。但是它们在图像输出时易产生细线噪声,就是图像边缘会有明显细纹状拖痕,必须裁剪后才能使用,所以实际用的时候物距不能太近,四周要有余白或足够重叠区域。Helicon Focus据说可以进行指定的文件夹批量叠加(还未使用过)。Photoshop CC的明显优势在于我们基本都会用到,所以能满足需求的前提下不再需要额外软件加持,且叠加后的修饰效果要高于前两款,但缺点也像优点那么突出,即对于电脑的配置要求极高,32G内存的笔记本对于50张以上的RAW格式图像叠加就基本陷于罢工状态。
使用PhotoshopCC进行自动混合8个图层时的内存占比
用PhotoshopCC叠加图像的流程是:打开RAW图像进行批量曝光微调→文件-脚本-将文件载入堆栈-勾选“尝试自动对齐源图像”→编辑-自动混合图层-混合方法勾选堆叠图像。因为是流程化操作,可以设置若干动作,加快处理速度。
4.4.3 在纯黑背景上展示植物各部材料
纯黑背景在呈现植物花部结构时效果是最理想的。获取纯色背景的必备技能就是抠图,具体方法有很多,当你原图的背景越干净,与植物色差越大,抠图自然也就越容易。对于边缘光滑的材料,如一枚全缘的花被片,基本上魔术棒一键抠图。但是实际遇到的大部分情况要复杂的多,如色差不大、边缘被毛、出现倒影或因叠加产生的叠影等问题,这时要确保材料结构特征的完整性,进行局部细微抠图或擦去背景。我一般先用套索工具将材料主体从原背景中抠出,在新建的纯黑图层上用橡皮擦或魔术橡皮擦等继续完成细节部分抠图。在遇到被毛边缘时,常常要在500%的视图下完成杂质、叠影的处理。这里特别欢迎大家介绍自己的方法。
4.4.4 重视标尺的使用与处理
在最终的图像呈现时,自制尺子的出现将影响整体的美观,可通过矩形工具参考图中的尺子绘制1mm、5mm或1cm不等的矩形框(粗细控制在5个像素)来取代尺子,并标清标尺的长度。标尺的走向要与材料的最长边保持一致,降低视觉带来的误判。
4.4.5 分部位处理与保存
在4.2 精细解剖的流程中提到过植物各部分是分开拍,后期自然也是分开处理,以“.PSD”或“.PSB”格式分别保存植物各部图片。当有编辑图版的需要时,将各部有机整合在一个图层上,类似植物线描图或科学画的方式,相比于简单的积木式图片组合,更具欣赏性和艺术性。进行图层整合时,推荐将各图层按植物部位命名,如植株、花冠正面观、花纵切片、雌蕊、雄蕊等,这样在对多个图层微调相对位置时能够更加快捷。
植物各部位组合的过程中,建议按形态特征的重要程度(指对于鉴定)安排位置,最重要的部分予以适当等比例放大置于图版显著位置,次要的可以见缝插针安排在四个角落。如果说前面各部位的拍摄、处理是机械化的流程,那么这个过程可以体现一定的灵活性,注意个人审美能力的提升,让最后的图版既准确又具美感。
植物各部材料位于不同图层
金丝梅精细解剖图版(葛斌杰等, 2020)
(A 花枝 ; B 花离析 ; C 子房横切面 ; D. 雌蕊与雄蕊;E. 花侧面观,除花瓣;F. 雄蕊 5 束; G. 雌蕊,放大;H. 子房横切面,放大。标尺: A 1 dm; B 1 cm; C 1 mm; D-G 1 cm; H 1 mm)
Dianthus plumarius▲常夏石竹
(A 雄蕊群离析;B 花瓣,分瓣片与瓣爪;C 瓣爪横切片;D 子房横切片;E 花瓣离析;F 花萼筒展开;G 两对苞片;H 雌蕊纵切,示特立中央胎座;I 内轮雄蕊,背面;J 外轮雄蕊侧面;K 雌蕊。A 1 cm; B-D 1 mm; E-G 1 cm; H-J 1 mm; K 1 cm)
Ilex latifolia▲大叶冬青
(A1 花枝;A2 果枝;B1 雌花花瓣与退化雄蕊;B2 花萼与柱头;B3 子房横切面,示4室子房;C1 雌花正面观;C2 雌花底面观;C3 雌花侧面观;C4 内果核;C5 聚伞花序。A1-A2 5 cm; B1-C5 1 mm)
4.4.6 数据的管理与备份
数据是无形的资产,对于精细解剖摄影而言,一幅图版的成形,背后是数个小时的付出,还要足够幸运才能采到目标植物,足够幸运才能遇到这个植物的盛世容颜。对于雌雄异株的类群,等待数年才能凑齐完整的各部结构也是常事。因此,要养成数据管理与备份的习惯。我主要参考APG IV系统和多识被子植物系统按科属种命名存储我的原始图片和编辑后图片,并定期进行云盘的备份。一方面加强了数据的安全性,另一方面也便于随时随地通过手机就可以分享与展示。
五、精细解剖摄影的应用与发展
写到这里,相信一定有人在心里嘀咕,这精细解剖摄影到底有啥用呢?
1. 服务公众科普,拉近人们与植物的距离
我在上海辰山植物园主要从事植物资源的调查、收集、保存与保育,一年中三分之一的时间在野外调查收集,三分之一在标本馆进行材料的鉴定整理,剩下的时间除了休息与休假外,主要是花在各类科普教育活动中。作为全额拨款单位,身为其一份子,我自觉有责任和义务让公众了解我们所从事的工作内容和背后的意义。
常见水果解剖(Citrus▲柑橘属)
一次偶然的机会,我在一场科普讲座上,放了一张橘子果实的解剖图,将解剖的材料组合到一幅图里,引起了观众很大的兴趣,这让我意识到,我们身边很多唾手可得的植物,但大家习以为常了,如果能创新呈现方式,往往能引起人们的好奇心,去重新认识它们。我们将外延拓展到野生植物,科学家们一直在强调生物多样性保护的重要性和紧迫性,但对于公众而言,如果连这些需要被保护的植物长什么样都不知道,很难建立深层次的认同感,让公众打心底有去保护它们的冲动。植物与动物不同,人们更容易与动物达成互动,毕竟在系统树上我们与动物关系更近,它们的一举一动受到更多的关注与表达。幼儿园的小朋友就已经可以掰着指头说出多种保护动物,但是说到植物就连大人也说不上几种。通过精细解剖图,将植物最精彩的部分直接推送到观众面前,或许可以唤起他们对于植物的感觉,原来一朵普通的花里面竟藏着这么精致的结构,有着这么有趣的动植物互动关系,它们跨越漫长的历史长河与我们相遇。
独享这世间如此美好的事物太过自私,应该把她们最美的一面展示给大众。
Bretschneidera sinensis▲伯乐树的雌雄蕊
杜鹃兰的唇瓣仿佛纤纤玉手
浙贝母的花被片像在演绎质壁分离,顶端还有俏皮的一撮毛
大柱霉草的雄花让人感叹大自然的鬼斧神工
2. 弥补现有植物志书的短板
鉴定植物时,特别是对种一级,多数人第一时间喜欢翻线描图或图鉴,走检索表和扣形态描述次之。有时走了检索表得到了结果,还是想查阅标本或彩图反过来验证一下。这是很自然的事情,因为我们对于格式化的文字很难建立画面感,几百字的描述抵不上一张清晰的植物外观图。因此精细解剖图片为图文对照提供了重要的一手资料,相比线描图也更容易上手。
精细解剖是重新认识植物最好的方式。在这个过程中,我们除了能把植物各个重要特征了解清楚,理解专业术语所指何物,并逐渐习惯这些语言的描述方式。更重要的是,我们通过精细解剖有新的发现的可能。经常使用植物志书的人知道,很多植物的描述中,花果未见不是什么新鲜事。而对于花、果和种子的描述只寥寥数言的就更多。遇到这些种类,进行解剖拍摄和观察,能够很好的补上这个口子。
3. 有助于动态发展思维的养成
对于植物结构生态适应性的观察和分析是植物精细解剖最令人着迷的地方。当植物制成腊叶标本后,它所有的生命活动就静止了。但是活植物不同,它时时刻刻在发生变化。一朵绽放的花,里面的各部仍然在渐次运动。比如小檗科、泡花树属的雄蕊受到外界刺激,会有应激反应,主动授出花粉;水竹芋、花柱草等的柱头受到刺激会发生扭转或扑打,从访花者上获得外源花粉;千屈菜、梅花草等雄蕊会渐次成熟并发生运动,延长授粉期。而观察果实、种子的传播方式,植物对逆境的响应与形态的饰变,同样五花八门。自然界从不缺少惊喜。
第一次接触这项工作是参与华东师范大学马炜梁老师的一部专著,由于此前有过一段时间的种子与果实的解剖经历,马老师希望我能提供一些他们此前工作中遗漏的内容。通过几次工作上的交流,马老师对于我提交的图片给予了高度的评价,对我而言是极大的鼓舞,在一年多的时间里,我深受马老师治学精神的感染,那是一种独特的人格魅力,也让我深刻体会到加入一个优秀团队对个人发展的重要性。如今凝聚了马老师36年心血的专著《中国植物精细解剖》已出版,但是对我而言这恰恰是个开端。马老师坦言,历时30余年的工作,特别是早期受限于器材的问题,图片质量在今天看来是不够满意的。在编排设计上,也是前后不统一。希望我能创新形式,抓住一两个科学问题,深入下去。埋头实干是好的,但也需要时不时抬起头,看看路走的直不直。
我对此深以为然。
海子说“从明天起,关心粮食和蔬菜……给每一条河每一座山取一个温暖的名字”,初读这首诗,给我的第一印象多少有些文青的酸臭。但现在再品味,我感受到了作者对生活怀有一种积极阳光的态度,充满了对未来生活的笃定,不再是人世间疲于应酬的匆匆过客。中国到今年年底决心消灭贫困,这是人类史上的一项壮举。但也正说明我们能够吃饱穿暖其实也没多少年,特别是相比于世界发达国家。人们对于植物的认识大部分停留在“能怎好”上,这也无可厚非,但如果一直停留在这个阶段,那说明人们的精神文化生活还显得比较贫瘠。当我们再次遇到盛开于角落的一朵野花时,不再执着于它是否可以吃、是否可以治病救人,而只是想知道它的名字、了解它的故事时,我们的国家我们的民众才能真正更上一层楼。
我们对自然的认知还很肤浅,只有时刻保持警醒,承认我们真实的认知水平,才能更好地去了解她。
弱小和无知不是生存的障碍,傲慢才是。