蕨類植物活化石
——“樹蕨”桫欏利用及保護的探討與展望

彭霄鵬

樹形蕨類桫欏（Alsophila spinulosa）隸屬于桫欏科（Cyathenaceae）。此類樹形蕨類植物是中生代的古老孑遺物種，早在恐龍時代的晚三疊紀至早侏羅紀就已廣泛分布了。受到第四紀冰期的影響，分布區(qū)域逐漸縮小。在約1.8億年前，桫欏曾是地球上最繁盛的植物，并與恐龍一起作為“爬行動物”時代的兩大標志。但經(jīng)過漫長的地質(zhì)變遷，地球上的桫欏大都罹難，只有極少數(shù)在被稱為“避難所”的地方才能追尋到它的蹤影。由于桫欏科植物的古老性和孑遺性，其對物種的形成和植物地理區(qū)系具有重要的研究價值，并且桫欏科植物與恐龍化石并存，因此在重現(xiàn)恐龍生活時期的古生態(tài)環(huán)境，研究古地質(zhì)氣候、古環(huán)境的演化及探索生物進化的奧秘方面具有重要參考價值。

三疊紀時總的氣候比較溫暖干燥，但地球表面的地理分布使各地的氣候有所不同：由于陸地的面積十分廣闊，使帶濕氣的風無法進入內(nèi)陸地區(qū)，大陸中部便形成一個很大的沙漠，所以陸地上的氣候相當干燥，而靠近海洋的地方氣候濕潤、草木茂盛。

恐龍時代的桫欏

三疊紀時的地球面貌與現(xiàn)在我們所見到的截然不同，在盤古超級大陸之外是一片面積達兩萬多千米的超大海洋，面積大小和今天所有海洋的總面積差不多，而且由于當時地球上只有一個大陸，因此當時的海岸線比今天的要短得多。而古生代時的一些主要植物類群幾乎全部滅絕了，常綠喬木在當時的陸地環(huán)境中取得了優(yōu)勢。到了三疊紀后期，蘇鐵類和松柏類等原始針葉植物最終取代了蕨類植物，成為當時地球上最常見的樹木。

當時的蕨類植物大都為高大的樹木，后來隨著大陸的變遷，多數(shù)被深埋地下變?yōu)槊禾?。桫欏自那個時期開始活躍并與恐龍共存。三疊紀時期，我國發(fā)現(xiàn)的祿豐龍和體型最小的鼠龍，以蕨類植物為生，桫欏的葉子往往成為植食性恐龍的食物。

而侏羅紀晚期的劍龍、腕龍、梁龍等也均以桫欏為代表的蕨類植物為主食。由于桫欏莖內(nèi)含有淀粉，營養(yǎng)豐富，于是在當時生長繁盛的桫欏便依然是植食性恐龍的重要食物。

由于地球氣候變化導致蕨類植物大量死亡，導致食物鏈的底層被破壞，也是引發(fā)的恐龍滅絕的原因之一。

之后隨著生物的演化，桫欏一直存在于地球時至今日。桫欏的莖干往往可以達到6米或者更高，圓柱形的樹干，傘狀的樹冠，樹葉是大而長的羽狀葉片，向四周飄垂。桫欏的莖干中上部，有葉柄脫落后留下的清晰痕跡，呈現(xiàn)深褐色或淺黑色，菱形交互排列，極具觀賞價值?？吹借鴻宓臅r候，我們不禁會想象桫欏與恐龍共生時地球的樣子。作為地球的見證者的桫欏，也被稱為“活化石”，對于人類研究古生物、古環(huán)境的演變具有重要意義。

四川地區(qū)的桫欏

密集交織的羽狀葉

筆者所做的桫欏切片

桫欏莖干橫切面圖

桫欏雖有樹干般的外表，卻不像木本植物有著木質(zhì)部和韌皮部等內(nèi)在特征，而這種樹狀蕨類有一定程度的木質(zhì)化，標志著植物由草本向木本的進化趨勢。為進一步研究桫欏的化學成分，筆者與中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所的其他科研人員一起對四川眉山市洪雅縣的桫欏保護區(qū)的桫欏進行著研究。

在取材過程中，我們用鋸子對桫欏莖干進行截斷，過程并不費力。桫欏的莖是網(wǎng)狀中柱，髓部有維管束穿過，并有大量含有粘液的薄壁細胞，這其中富集了桫欏的營養(yǎng)成分及黃酮類次生代謝物。

筆者對桫欏的葉子和頂芽提取DNA測序，并對髓部的黃酮類生物堿、酚類、氨基酸、有機酸、糖類等化合物進行梯度提取，采用多維核磁共振（NMR），高效液相色譜法（HPLC）、凝膠色譜測定分子量（GPC）等技術(shù)，對桫欏髓部藥用成分和結(jié)構(gòu)進行全面地、深入地解析。

同一株桫欏各葉片上生長的孢子囊群發(fā)育不同步，即使同一葉片上的孢子囊群發(fā)育也不同步，最早出現(xiàn)時期為5月初前后，最晚期8月。囊群蓋近圓形、膜質(zhì)，幼時完全包裹孢子囊群,成熟時開裂并折向中脈。孢子囊群一般在2-3月孕育,4月孢子囊群發(fā)育,呈綠色；5月為淺褐色,孢子趨于成熟；6月呈褐色,孢子開始成熟。桫欏孢子萌發(fā)容易,但孢子萌發(fā)和配子體發(fā)育及其配子的交配都需要溫暖、濕潤的環(huán)境。桫欏的孢子可保存多年仍不喪失萌發(fā)能力。

桫欏性喜溫暖濕潤的氣候，所以經(jīng)常生長在沖積土中或山谷溪邊林下，適宜生長溫度為15-35℃。我們將一些幼嫩的桫欏幼苗帶回，嘗試在林木遺傳育種國家重點實驗室的溫室內(nèi)進行盆栽，并成功栽活了相當數(shù)量的桫欏。

此行同時，我們依據(jù)對川南地區(qū)桫欏群落特征的觀測與分析，在了解桫欏群落特征的基礎上，提出以下建議：通過組織培養(yǎng)技術(shù)等實驗技術(shù)，可提供較多的桫欏子代。組織培養(yǎng)作為一種有效的快速繁殖手段,可以不受自然條件影響,以有限空間保存桫欏大量種質(zhì)資源，可以滿足觀賞、藥用等方面對桫欏的需求，緩解對野生桫欏資源需求的壓力，利于資源保護與開發(fā)。

桫欏在林區(qū)內(nèi)生機盎然地生長著，與周圍的環(huán)境一起構(gòu)成優(yōu)美的生態(tài)景觀，仿佛在訴說遠古的故事，讓每一個看到它的人產(chǎn)生無限的思考，保護珍稀植物、探究環(huán)境與生物的演進、優(yōu)化植物培育技術(shù)，我們能做的還有很多。