探索植物界“藥劑師”龍血樹(shù)的秘密

    近期，中科院西雙版納熱帶植物園的科研人員從居群遺傳學(xué)和譜系地理學(xué)的角度，探討了柬埔寨龍血樹(shù)的居群歷史動(dòng)態(tài)變化。據介紹，柬埔寨龍血樹(shù)是檢驗關(guān)于熱帶地區生物多樣性的起源兩種假說(shuō)的首選材料。

　　作為國家二級保護植物的柬埔寨龍血樹(shù)，它的樹(shù)脂可是個(gè)寶貝——我國國產(chǎn)血竭就由它制成。

　　然而，正是這樣一個(gè)植物界的“藥劑師”，關(guān)于它的種種疑問(wèn)，直到今天還被人們爭論不休。

　　不久前，來(lái)自中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物系統與保護生物學(xué)研究組的科研人員，從居群遺傳學(xué)和譜系地理學(xué)的角度探討了柬埔寨龍血樹(shù)的居群歷史動(dòng)態(tài)變化。此項研究對進(jìn)一步加深理解熱帶地區生物多樣性起源取得了突破性進(jìn)展。

　　那么，這次研究成果告訴人們龍血樹(shù)哪些不為人知的秘密？龍血樹(shù)為何會(huì )“流血”？柬埔寨龍血樹(shù)特殊的分布格局為哪般？目前生存環(huán)境如何？我們該如何保護它？……

　　就這些疑問(wèn)，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園李巧明副研究員為讀者解疑釋惑。

　　龍血樹(shù)為何“流血”？

　　在民間有這樣一個(gè)傳說(shuō)：在巨龍與大象交戰時(shí)，巨龍血灑大地，從土壤中生出來(lái)的便是龍血樹(shù)。而當龍血樹(shù)受到損傷時(shí)，它并不像一般樹(shù)木一樣流出透明液體或白色乳液，而是深紅色的像血漿一樣的粘液——這種粘液在傳說(shuō)中被認為是龍血。龍血樹(shù)便因此得名。

　　“當龍血樹(shù)的表皮‘受傷’時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一種分泌物，這些分泌物受到微生物的作用，就會(huì )形成紅色的類(lèi)似血塊的凝結。實(shí)際上這是龍血樹(shù)的一種自我保護機制。”李巧明說(shuō)，當龍血樹(shù)樹(shù)身受到傷害時(shí)，紅色脂液便從破損處溢出，嚴嚴實(shí)實(shí)地敷住傷口，使破損處慢慢自愈。“龍血樹(shù)作為單子葉植物中的特殊類(lèi)群，它的韌皮部能進(jìn)行次生生長(cháng)。”

　　正是由于這種自我防護功能，使龍血樹(shù)長(cháng)生不老，被譽(yù)為植物中的活化石。據資料顯示，龍血樹(shù)生長(cháng)十分緩慢，幾百年才能長(cháng)成一棵樹(shù)，幾十年才開(kāi)一次花。更為珍貴的是，龍血樹(shù)所流出來(lái)的紅色脂液是提煉名貴中藥——血竭的原材料。血竭是一種名貴的南藥，李時(shí)珍在《本草綱目》中稱(chēng)它為“活血之圣藥”，是中醫常用的活血散淤和止血藥。

　　龍血樹(shù)為何喜歡“夾縫中”求生存？

　　李巧明介紹，柬埔寨龍血樹(shù)多分布于我國云南南部及西南部、廣西西南部、海南南部，生于海拔950—1700m的石灰巖上，為耐寒、喜鈣樹(shù)種，在柬埔寨、泰國、越南和老撾也有分布。適生于石灰巖石隙生境，為石灰巖局部地區的優(yōu)勢種。

　　生長(cháng)于熱帶石灰山的植物對氣候變化較為敏感，因此柬埔寨龍血樹(shù)是檢驗熱帶地區生物多樣性起源假說(shuō)的首選材料。關(guān)于熱帶地區生物多樣性的起源，有長(cháng)期穩定環(huán)境下的產(chǎn)物和第四紀氣候劇烈變化下的產(chǎn)物這兩種主要假說(shuō)。

　　龍血樹(shù)為何選擇在“夾縫中”生存？李巧明說(shuō)：“根據我們的觀(guān)察，可能與其莖干具有儲水功能有關(guān)。”

　　盡管血竭在我國傳統醫學(xué)上沿用至少有1500多年的歷史，但在1972年以前未發(fā)現國產(chǎn)龍血樹(shù)時(shí)，所用血竭一直靠從東南亞和非洲進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴。1973年，柬埔寨龍血樹(shù)首次在我國滇南勐連、滄源、勐臘等縣被發(fā)現，為我國的南藥生產(chǎn)增添了一個(gè)新的本國原料品種。

　　針對柬埔寨龍血樹(shù)產(chǎn)生現今分布格局的原因，李巧明研究團隊人員分析稱(chēng)：“當其種子被鳥(niǎo)類(lèi)傳播到各地方后，由于印度板塊與歐亞板塊碰撞，發(fā)生造山運動(dòng)，形成了柬埔寨龍血樹(shù)遷移的隔離屏障，阻礙了居群間的基因流，而后的第四紀冰期氣候的變化進(jìn)一步加大了居群間的隔離。在一些小的區域，還與人類(lèi)的破壞有關(guān)。我們目前的數據無(wú)法推測柬埔寨龍血樹(shù)的原始分布格局。”

　　保護龍血樹(shù)我們該怎么做？

　　柬埔寨龍血樹(shù)在2001年就已被國家列為二級珍稀瀕危保護植物，列入《中國植物紅皮書(shū)—稀有瀕危植物》中。

　　“目前柬埔寨龍血樹(shù)的生存主要受兩方面的威脅。”李巧明說(shuō)，一方面是人為受到經(jīng)濟利益的驅使，野生柬埔寨龍血樹(shù)被亂挖亂伐，加之其自然更新能力差，且產(chǎn)區植被不斷受破壞，其生存受到嚴重威脅；另一方面則是氣候變化所帶來(lái)的影響。

　　針對人為亂砍亂伐現象，李巧明表示，通過(guò)一些保護區的建立，如被稱(chēng)為龍血樹(shù)天堂的孟連竜山自然保護點(diǎn)就是一個(gè)很好的例子，它有效的保護了這一瀕危物種。從長(cháng)遠來(lái)看，應加強教育，讓人們養成保護自然的意識，不僅是龍血樹(shù)。加大龍血樹(shù)的開(kāi)發(fā)和利用：通過(guò)人工繁殖，進(jìn)行規?；a(chǎn)，當人工繁殖的龍血樹(shù)占領(lǐng)市場(chǎng)后，野生的龍血樹(shù)可能就會(huì )得到保護。

　　至于柬埔寨龍血樹(shù)能否適應未來(lái)氣候的變化：李巧明表示，目前還無(wú)法預測，還需進(jìn)一步結合生理生態(tài)、分子生物學(xué)等學(xué)科進(jìn)行綜合研究。

　　■連線(xiàn)專(zhuān)家

　　科技日報：“中南半島北部及海南島的柬埔寨龍血樹(shù)來(lái)自中南半島南部”這一結論是怎么得出的？

　　李巧明：通過(guò)廣泛的居群采樣，選用兩個(gè)葉綠體片段和6個(gè)微衛星標記，利用分子鐘和遺傳漂變、遺傳瓶頸等模型，發(fā)現這一結論。右圖為柬埔寨龍血樹(shù)單倍型網(wǎng)絡(luò )圖。“Outgoups”是根據前人系統進(jìn)化研究，選取比柬埔寨龍血樹(shù)原始的類(lèi)群。與“Outgoups”越接近的單倍型越原始。與“Outgoups”連接的單倍型全部位于中南半島南部，同時(shí)，其他地區的單倍型都是在H14的基礎上衍生出來(lái)，因此，我們推測“中南半島北部及海南島的柬埔寨龍血樹(shù)來(lái)自中南半島南部”。

　　科技日報：此次研究如何得出“柬埔寨龍血樹(shù)的最近共同祖先在第三紀開(kāi)始分化，而種內快速分化的時(shí)間在第四紀”這一結論？

　　李巧明：由于柬埔寨龍血樹(shù)在進(jìn)化過(guò)程中，譜系的形成和滅絕是不斷發(fā)生的，我們只能根據現有譜系及溯祖模型，追溯到最近的祖先，最近的祖先開(kāi)始分化形成下一個(gè)譜系的點(diǎn)，就是開(kāi)始分化的時(shí)間點(diǎn)。由于受到劇烈變化的地質(zhì)歷史或氣候的影響，一些譜系可能會(huì )集中出現在某一時(shí)期，這個(gè)時(shí)期就是種內快速分化的階段，這個(gè)階段要晚于開(kāi)始分化的時(shí)間點(diǎn)。為了計算這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，我們以已知分化時(shí)間的、龍血樹(shù)屬的近緣屬為外類(lèi)群，通過(guò)分子鐘模型進(jìn)行估算。開(kāi)始分化的時(shí)間位于第三紀晚期，而種內快速分化的時(shí)間位于第四紀，因此得出以上結論。

　　科技日報：此次研究成果指出“柬埔寨龍血樹(shù)的分化受到青藏高原隆升及第四紀氣候變化的影響”，具體指哪些影響？

　　李巧明：這個(gè)僅是推測。這些影響包括地理隔離的形成和種內的分化。

　　■延伸閱讀

　　酷似UFO的千年神樹(shù)

　　被非洲大陸孤立1800年的索科特拉島，有一種神秘的植物叫做龍血樹(shù)，平均樹(shù)齡高達8000歲，長(cháng)得就像外星人飛碟一樣。

　　龍血樹(shù)是地球上最具生命力的樹(shù)種之一。因為索科特拉島上，出現上千種其他地區不存在的稀有動(dòng)植物，因此被譽(yù)為是地球上最像外星的地方。其中外形最奇特的，莫過(guò)于看起來(lái)就像飛碟的龍血樹(shù)，因此也被當地人視為圣物。此外，龍血樹(shù)多刺的葉子不僅似溝槽，可以引導雨水順著(zhù)樹(shù)枝與樹(shù)干流到樹(shù)根，還像蠟一樣可以減少水分流失，令降雨迅速流到根部。