蕨类植物活化石——“树蕨”桫椤利用及保护的探讨与展望

彭霄鹏

树形蕨类桫椤（Alsophila spinulosa）隶属于桫椤科（Cyathenaceae）。此类树形蕨类植物是中生代的古老孑遗物种，早在恐龙时代的晚三叠纪至早侏罗纪就已广泛分布了。受到第四纪冰期的影响，分布区域逐渐缩小。在约1.8亿年前，桫椤曾是地球上最繁盛的植物，并与恐龙一起作为“爬行动物”时代的两大标志。但经过漫长的地质变迁，地球上的桫椤大都罹难，只有极少数在被称为“避难所”的地方才能追寻到它的踪影。由于桫椤科植物的古老性和孑遗性，其对物种的形成和植物地理区系具有重要的研究价值，并且桫椤科植物与恐龙化石并存，因此在重现恐龙生活时期的古生态环境，研究古地质气候、古环境的演化及探索生物进化的奥秘方面具有重要参考价值。

三叠纪时总的气候比较温暖干燥，但地球表面的地理分布使各地的气候有所不同：由于陆地的面积十分广阔，使带湿气的风无法进入内陆地区，大陆中部便形成一个很大的沙漠，所以陆地上的气候相当干燥，而靠近海洋的地方气候湿润、草木茂盛。

恐龙时代的桫椤

三叠纪时的地球面貌与现在我们所见到的截然不同，在盘古超级大陆之外是一片面积达两万多千米的超大海洋，面积大小和今天所有海洋的总面积差不多，而且由于当时地球上只有一个大陆，因此当时的海岸线比今天的要短得多。而古生代时的一些主要植物类群几乎全部灭绝了，常绿乔木在当时的陆地环境中取得了优势。到了三叠纪后期，苏铁类和松柏类等原始针叶植物最终取代了蕨类植物，成为当时地球上最常见的树木。

当时的蕨类植物大都为高大的树木，后来随着大陆的变迁，多数被深埋地下变为煤炭。桫椤自那个时期开始活跃并与恐龙共存。三叠纪时期，我国发现的禄丰龙和体型最小的鼠龙，以蕨类植物为生，桫椤的叶子往往成为植食性恐龙的食物。

而侏罗纪晚期的剑龙、腕龙、梁龙等也均以桫椤为代表的蕨类植物为主食。由于桫椤茎内含有淀粉，营养丰富，于是在当时生长繁盛的桫椤便依然是植食性恐龙的重要食物。

由于地球气候变化导致蕨类植物大量死亡，导致食物链的底层被破坏，也是引发的恐龙灭绝的原因之一。

之后随着生物的演化，桫椤一直存在于地球时至今日。桫椤的茎干往往可以达到6米或者更高，圆柱形的树干，伞状的树冠，树叶是大而长的羽状叶片，向四周飘垂。桫椤的茎干中上部，有叶柄脱落后留下的清晰痕迹，呈现深褐色或浅黑色，菱形交互排列，极具观赏价值。看到桫椤的时候，我们不禁会想象桫椤与恐龙共生时地球的样子。作为地球的见证者的桫椤，也被称为“活化石”，对于人类研究古生物、古环境的演变具有重要意义。

四川地区的桫椤

密集交织的羽状叶

笔者所做的桫椤切片

桫椤茎干横切面图

桫椤虽有树干般的外表，却不像木本植物有着木质部和韧皮部等内在特征，而这种树状蕨类有一定程度的木质化，标志着植物由草本向木本的进化趋势。为进一步研究桫椤的化学成分，笔者与中国林业科学研究院林业研究所的其他科研人员一起对四川眉山市洪雅县的桫椤保护区的桫椤进行着研究。

在取材过程中，我们用锯子对桫椤茎干进行截断，过程并不费力。桫椤的茎是网状中柱，髓部有维管束穿过，并有大量含有粘液的薄壁细胞，这其中富集了桫椤的营养成分及黄酮类次生代谢物。

笔者对桫椤的叶子和顶芽提取DNA测序，并对髓部的黄酮类生物碱、酚类、氨基酸、有机酸、糖类等化合物进行梯度提取，采用多维核磁共振（NMR），高效液相色谱法（HPLC）、凝胶色谱测定分子量（GPC）等技术，对桫椤髓部药用成分和结构进行全面地、深入地解析。

同一株桫椤各叶片上生长的孢子囊群发育不同步，即使同一叶片上的孢子囊群发育也不同步，最早出现时期为5月初前后，最晚期8月。囊群盖近圆形、膜质，幼时完全包裹孢子囊群,成熟时开裂并折向中脉。孢子囊群一般在2-3月孕育,4月孢子囊群发育,呈绿色；5月为浅褐色,孢子趋于成熟；6月呈褐色,孢子开始成熟。桫椤孢子萌发容易,但孢子萌发和配子体发育及其配子的交配都需要温暖、湿润的环境。桫椤的孢子可保存多年仍不丧失萌发能力。

桫椤性喜温暖湿润的气候，所以经常生长在冲积土中或山谷溪边林下，适宜生长温度为15-35℃。我们将一些幼嫩的桫椤幼苗带回，尝试在林木遗传育种国家重点实验室的温室内进行盆栽，并成功栽活了相当数量的桫椤。

此行同时，我们依据对川南地区桫椤群落特征的观测与分析，在了解桫椤群落特征的基础上，提出以下建议：通过组织培养技术等实验技术，可提供较多的桫椤子代。组织培养作为一种有效的快速繁殖手段,可以不受自然条件影响,以有限空间保存桫椤大量种质资源，可以满足观赏、药用等方面对桫椤的需求，缓解对野生桫椤资源需求的压力，利于资源保护与开发。

桫椤在林区内生机盎然地生长着，与周围的环境一起构成优美的生态景观，仿佛在诉说远古的故事，让每一个看到它的人产生无限的思考，保护珍稀植物、探究环境与生物的演进、优化植物培育技术，我们能做的还有很多。