我的研究生在熱帶雨林中讀

帆子

我的本科專(zhuān)業(yè)是生物技術(shù)，大三寫(xiě)論文檢索資料的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了“中國(guó)科學(xué)院西雙版納植物園”這個(gè)詞條，于是百度了一下，發(fā)現(xiàn)這個(gè)植物園是中國(guó)科學(xué)院的一部分，竟然還招收研究生。后來(lái)，西雙版納研究所成了我的考研目標(biāo)，最終我也如愿以償。大部分的同學(xué)都在高校的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始了研究生涯，而我的研究生生活卻從濕潤(rùn)的熱帶雨林開(kāi)啟。

蘭科植物保護(hù)：一個(gè)也不能少

西雙版納地處東南亞熱帶以北，特殊的地理位置、多樣的地形地貌和優(yōu)越的氣候條件，孕育了豐富的植物資源和多樣的植被類(lèi)型，尤其是有著極其豐富的蘭科植物。早在上世紀(jì)80年代中期，中科院植物研究所的研究員們就對(duì)西雙版納地區(qū)蘭科植物開(kāi)展了系統(tǒng)和全面的野外調(diào)查。但是在此后的近20年間，卻缺乏對(duì)蘭科植物的跟進(jìn)考察，在此期間，我注意到橡膠和茶葉的大面積單一種植使土地利用方式發(fā)生了顯著變化，使得很多原始生境嚴(yán)重片段化甚至喪失，對(duì)這一地區(qū)的生物多樣性產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。

那么在這資料缺失的20年間，西雙版納地區(qū)的蘭科植物究竟有沒(méi)有受到橡膠和茶葉種植的影響呢？有多少蘭科植物因此滅絕？帶著疑問(wèn)，我和研究所的研究人員開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)一年的野外調(diào)查。翻閱相關(guān)資料、對(duì)標(biāo)本進(jìn)行分析和研究后，我們最終確定了西雙版納地區(qū)蘭科植物數(shù)量共計(jì)115屬426種，與20年前的96屬335種的結(jié)果相比，蘭科植物并沒(méi)有受到橡膠、茶葉種植的明顯威脅，反而屬種有所增加，這又是為什么呢？

在一次進(jìn)行野外調(diào)查的時(shí)候，我仔細(xì)記錄了蘭科植物的分布，我發(fā)現(xiàn)大部分種類(lèi)密集分布在大約1000米帶1200米的中海拔區(qū)域，只有百分之十幾（約70種）的種類(lèi)分布在海拔1000米以下且其中大部分（40余種）分布在禁止開(kāi)墾的保護(hù)區(qū)。而適合橡膠和茶葉生長(zhǎng)的海拔大多在海拔1000米以下，看來(lái)橡膠種植園的大規(guī)模擴(kuò)張對(duì)蘭科植物的影響并沒(méi)有我們想象的那么嚴(yán)重。“那這么說(shuō)就不用做保護(hù)工作啦？”我的導(dǎo)師一句話敲醒了我。他對(duì)我說(shuō)，即使只有30余種蘭科植物未受保護(hù)，但它們一樣有價(jià)值，值得被關(guān)注。

在后來(lái)的田野調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)這30多種植物相對(duì)分散，因此我建議因地制宜，建立小塊保護(hù)區(qū)來(lái)保護(hù)這些植物。而在這30種蘭科植物中，白旗兜蘭已近瀕危，整個(gè)植物園也僅剩下兩株，討論之后我們決定將這兩株白旗兜蘭移植到研究中心，進(jìn)行精心培植，并研究其繁衍之道。由于蘭花在自然界中主要靠蘭株假鱗莖萌發(fā)新芽和種子萌發(fā)不斷增加植株，而白旗兜蘭之所以瀕臨滅絕，主要是繁殖能力的急劇下降，這跟氣候的變化和生長(zhǎng)環(huán)境的影響都有關(guān)系。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，我們放棄了分株培植的方式，而采用植物組織繁殖和種子繁殖。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的培植和觀察，我們發(fā)現(xiàn)白兜期藍(lán)種子的成活率不高，而植物組織繁殖法的成活率卻很高。最終，我們將通過(guò)后者培植成功的60株幼苗放入小塊保護(hù)區(qū)，用竹片加以保護(hù)，并派專(zhuān)人隨時(shí)跟進(jìn)其成長(zhǎng)情況。

斷腸草的華麗轉(zhuǎn)身

斷腸草學(xué)名鉤吻，它的全株皆有劇毒，但因?yàn)樗娜~子像極了金銀花，所以每年有很多誤食悲劇，除此之外吃了鉤吻花的蜜也會(huì)中毒。但即使鉤吻“令人斷腸”，我還是發(fā)現(xiàn)西雙版納地區(qū)亦有用鉤吻治療類(lèi)風(fēng)濕的傳統(tǒng)，可見(jiàn)當(dāng)?shù)厝藢?duì)鉤吻抱著一種又愛(ài)又恨的態(tài)度。那究竟是鉤吻中的什么成分會(huì)讓人“愛(ài)”上它呢？

我本科時(shí)的專(zhuān)業(yè)是生物技術(shù)，遺留下的“職業(yè)病”促使我想把植物中有益于人類(lèi)的成分發(fā)掘出來(lái)，于是我穿上白大褂，從野外回來(lái)后便一頭鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，想看看鉤吻草的背后究竟有什么玄妙。我首先分析了類(lèi)風(fēng)濕這一疾病的發(fā)病原因以及主要治療方法。已有的研究表明，類(lèi)風(fēng)濕為免疫性疾病，是由于體內(nèi)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞活躍所致。現(xiàn)代臨床上主要用免疫抑制藥物治療，效果顯著，那么會(huì)不會(huì)恰好鉤吻草中就有這種免疫抑制類(lèi)物質(zhì)呢？

要知道，免疫抑制類(lèi)藥物是目前用于治療人體器官移植中排異反應(yīng)的重要藥物，沒(méi)有免疫抑制類(lèi)藥物，就沒(méi)有現(xiàn)代意義上的人體器官移植。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我從鉤吻中分離到一系列化合物并進(jìn)行了免疫抑制活性測(cè)試，到目前為止，我發(fā)現(xiàn)了其中2個(gè)新化合物及其2個(gè)相似衍生物的免疫抑制活性，這類(lèi)化合物對(duì)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞均有較好的抑制效果，特別對(duì)B淋巴細(xì)胞在很低濃度（1-0.1uM）時(shí)仍具有很高的抑制活性，而它與目前常用的免疫抑制（器官移植）的藥物中的活性物質(zhì)完全不同，具有很大的臨床利用空間。

更令人感到驚訝的是，在后續(xù)的研究中，我們又在鉤吻中發(fā)現(xiàn)了9個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的化合物，其中的幾種化合物對(duì)人體的白血病、肝癌細(xì)胞、肺癌細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞5種癌細(xì)胞都具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒活性，看來(lái)中醫(yī)中用斷腸草“以毒攻毒”來(lái)治療惡性腫瘤的方法也是有一定科學(xué)依據(jù)的。民間都說(shuō)鉤吻“一吻斷腸”，如今它卻在科學(xué)面前來(lái)了個(gè)華麗轉(zhuǎn)身，如果可以對(duì)這些化合物進(jìn)一步深入研究并加以利用，定會(huì)使鉤吻成為醫(yī)學(xué)界里的大英雄。

“活化石”會(huì)遷徙

在研究植物的過(guò)程中，我還發(fā)現(xiàn)一個(gè)十分有意思的現(xiàn)象。西雙版納有許多植物都活了上萬(wàn)年，被稱(chēng)為植物的“活化石”，它們之所以能從遠(yuǎn)古生存到現(xiàn)在，是因?yàn)樗鼈儠?huì)根據(jù)氣候的變化而“遷徙”。

和動(dòng)物遷徙不同，植物隨氣候遷移的過(guò)程是極為漫長(zhǎng)的，因?yàn)樗粋€(gè)世代僅能通過(guò)種子散布的方式進(jìn)行一次遷移行動(dòng)。影響植物遷移速度的因素也很多，比如在地形平緩、氣候穩(wěn)定的熱帶地區(qū)，世代周期短、種子散布距離遠(yuǎn)的植物具有最快的遷移速度等等。然而能同時(shí)擁有這些特征的植物是少數(shù)，不少遠(yuǎn)古植物絕大多數(shù)都因不能緊跟氣候變化速度而滅亡。

雖說(shuō)處在熱帶，地形又相對(duì)平緩的西雙版納地區(qū)的生態(tài)環(huán)境比較穩(wěn)定，但近一個(gè)世紀(jì)，因?yàn)槿驓鉁刈兣麟p版納的氣候還是有所變化。植物園里的檔案顯示，許多植物都發(fā)生了一定程度的遷移。那么，這群植物究竟是怎樣通過(guò)遷移得以生存的呢？經(jīng)過(guò)導(dǎo)師指點(diǎn)，我找來(lái)西雙版納植物園里的野生果斑果藤作為樣本研究。

斑果藤是一種“高智商”的植物，他們已經(jīng)存在了幾萬(wàn)年之久。它們的果實(shí)為鮮紅色，能吸引許多食果鳥(niǎo)。它們小而堅(jiān)硬的種子藏在果肉里，可以通過(guò)食果鳥(niǎo)的糞便遷移，這樣就具有了很遠(yuǎn)的種子散布距離。而斑果藤的世代周期為十年，相比于其他植物相對(duì)較短。這些因素都保證了它繁衍的能力，所以斑果藤的遷移速度算得上很快了，再加上西雙版納天然的地理和氣候優(yōu)勢(shì)，因此即使時(shí)代更迭，斑果藤仍然生存至今。

像斑果藤這樣依靠動(dòng)物來(lái)進(jìn)行傳播種子，繁衍生息的植物像是一種線性傳播，所以這些植物的遷移行為較為獨(dú)立。除此之外，我還發(fā)現(xiàn)一些草本植物還具有“集體智慧”，比如各種豆科植物，它們會(huì)成群結(jié)隊(duì)地一同遷移。由于豆科植物生長(zhǎng)較為密集，它們的根部聯(lián)結(jié)生長(zhǎng)，除了共同分享水分、營(yíng)養(yǎng)之外，這些脈絡(luò)還會(huì)將繁衍的生長(zhǎng)信息互相傳達(dá)，向相同的方向散播花粉和種子，呈帶狀或片狀發(fā)生整體遷移，形成專(zhuān)業(yè)上所說(shuō)的“帶狀遷移”。

除了斑果藤和豆科植物等一些有代表性的物種，還有不少植物的生存帶也都升高了一定的海拔，像滇南馬兜鈴、翠柏等等。之所以這么多植物都可以順利遷徙，還得歸功于西雙版納在地理和氣候上的優(yōu)勢(shì)，植物通過(guò)遷移較短的距離就可能到達(dá)其適應(yīng)區(qū)域，即便是遷移較慢的植物也能有足夠的時(shí)間找到適宜區(qū)域而存活下來(lái)。這些都是在西雙版納地區(qū)許多植物種類(lèi)保存了幾百萬(wàn)年的原因。

責(zé)任編輯：曹曉晨