陳杰



讓我們把注意力再次聚焦到古茶樹最吸引人的問題上:古茶樹的長壽之謎。
云南不僅有世界上公認的最為年長的茶樹(樹齡為1800年),同時,幾百年、甚至上千年樹齡的茶樹也不罕見,至于范圍很大的古茶園更是多區域、成片狀地存在。
這里隱藏了一個未解的秘密,即云南喬木大葉種茶樹“長壽”之謎。
我們知道,任何一個地區及其植物,不可能不受自然災害的侵襲,以病蟲害為例,它是定期爆發的,很多植物物種的滅絕和衰減都與它相關聯。而且,它首先摧毀的是經濟作物。能夠躲過一劫的往往是藥用植物,如銀杏樹就有存活上千年的。但云南的喬木大葉種茶樹,雖然屬于喬木,但卻是經濟作物,是定期被采摘的,其采摘后留下的“創傷口”極易受病蟲害的侵襲。可事實是,云南大葉種古茶樹不管是野生的還是馴化的,卻能存活上百年,甚至上千年,經得住如此之多,又如此之長的考驗,至今仍顯露出勃勃生機。這個客觀現實告訴我們,這些古茶樹起碼具備一種或多種我們未知的“長壽基因”。
很多科學家曾嘗試從云南特殊的地理位置和氣候條件去解釋它長壽的原因,但這種解說又存在致命的缺陷,因為在同一個地理及氣候環境下,并不是所有植物都是長壽的,包括很多喬木在內。
也有人曾試圖通過它富含的礦物質探尋它“長壽”的原因,但仍感到證據不足。
如喬木大葉種茶樹富含的礦物質錳Mn(manganess)。一般的茶葉含量在30mg/lOOg左右,比水果、蔬菜約高50倍。Mn是植物多種酶的激活性劑,如丙酮酸脫羧酶、烯醇化酶、檸檬酸脫氫酶等。茶樹缺Mn,表現為“立枯病”,即葉子發黃,葉脈呈綠色,新梢頂端下垂,發展下去全枝萎蔫。喬木大葉種茶葉錳Mn含量比一般的茶葉要高,可達400-600mg/lOOg,遠高于其他茶系。有可能是云南喬木大葉種茶樹“長壽”的原因之一。
還有礦物質鋅Zn (zinc),它是茶樹必需的微量元素,鋅是多種酶的組成成分,如醇脫氫酶、6P葡萄糖脫氫酶和磷酸丙酮酸脫氫酶的輔基。同時磷酸二酯酶、碳酸酐酶、多肽酶等都是鋅金屬酶,這些酶有的可以促進呼吸作用,有的催化光合作用,有的促進葉綠素的形成。植物缺鋅,會使色氨酸合成受阻,茶樹生長遲緩,葉數、葉面積、莖干等生長均矮小,出現小葉現象,且在成葉上出現花斑,稱為花葉病,根系也會發黑而枯死。在喬木大葉種茶樹中,我們發現鋅的含量競高達3-6mg/lOOg,是其它茶系的茶葉無法比對的。也可能是云南喬木大葉種茶樹“長壽”的原因之一。
我們也嘗試通過破譯微生物的“工作路徑”來尋找古茶樹長壽之謎,因為微生物也是喬木大葉種茶樹的“保護神”。
現代科學已能確認植物生理與微生物間不可分離的共生關系。植物根部分泌物質來供應微生物的需求,同時微生物也生產各種不同物質來回饋植物體,兩者實際上乃是共生的伙伴。要使植物生長茂盛,除了水分、養分之外,還需微生物的參與。
其實,當茶樹剛一誕生,不管它是一粒茶種還是被嫁接的茶樹苗,在它還極其弱小的時候,微生物就已經布滿了它的周圍。如同“保姆”般呵呼它。我們會發現,植物的根、莖、葉、花、果實,整體的表面穿著有一件微生物的外衣。
于是,它們快速地成立了一個個“團隊”(微生物學稱之謂“群落”),分工有序地開展工作。一些光合成微生物如光合成細菌作為初級生產者,直接攝取太陽能并將其轉化為化學能,為茶樹光和作用提供一種“媒介”。
喬木大葉種茶樹與其它植物一樣,不能直接利用大氣中的分子氮。植物所需要的氮一般是通過生物固氮、高能固氮(如閃電和火山爆發時出現的固氮)或工業固氮(將分子氮轉化為氨或硝酸鹽)等過程才能為植物所利用。于是,另一支微生物固氮細菌接手,持續為茶樹“轉接”氮源。而且,也有一支微生物群落又將動物排泄物和動植物尸體分解而釋放出氨,氨又先后由亞硝化細菌和硝化細菌轉變為硝酸鹽為茶樹所利用。
更大的茶樹“保衛戰”,則發生在茶樹土壤中根莖表面周圍約5厘米的根界區,這里重重地圍繞著高密度的微生物,可謂重兵把守。微生物學稱這一類細菌為“根圈菌”。這些微生物的任務是,不僅將植物、動物的排泄物及尸體分解轉化,還要由這些微生物分泌出各種有機物,包括氨基酸、低分子醣類、低分子核酸、生長激素及各種酵素等等,來支撐茶樹對營養物的需求,對喬木大葉種茶樹的生長有顯著的效果。一塊土壤內的優勢微生物可能影響其他種類微生物的生存和繁育。不適于新環境的優勢微生物死亡時,某些適生的新種便起而代之,此時就出現了類似地面上群落演替那樣的變化。達到穩定狀態時,我們在喬木大葉種茶樹根部土壤剖面上可以觀察到微生物的分層現象。
還有些微生物更為“激進”,干脆侵入根部組織內,在根細胞繁殖,這類微生物稱之為“根瘤菌”,它不但不破壞根部組織,卻更能與根部細胞交換物質,共存共榮,促使根部活力,增強其吸收力,有利于植物健全的生長與自然抗病力的加強。
沒有這些微生物的參與,喬木大葉種茶樹就很難存活,更談不上存活幾百年,甚至上千年了,也沒有“古茶樹”的概念。
但我們又看到另一個事實:在相同環境下的其它植物并沒有出現類似長壽現象。我們只能說,古茶樹的長壽之謎有微生物的原因,但不是最主要的因素。
“上帝智能設計”還是“進化演變”
其實,當我們開始探討古茶樹長壽之謎時,我們的一只腳已經邁入分子生物學的領域,涉及到茶樹內在的遺傳信息,包括這些遺傳信息最初的設立問題。
按照達爾文“進化論”的觀點,我們可將野生茶樹一一過渡型茶樹一一人工栽培型茶樹進行漸進式推理,得出古茶樹依據特殊地理、氣候進行相適應的變異和自然選擇。喬木大葉種茶樹歷經的三個階段,恰恰證明了植物“進化過程”的自然選擇。那么,古茶樹的長壽基因也是進化的結果嗎?答案可能是否定的。
因為所有的動物與植物,包括最簡單的生命系統,其第一個活細胞首先就要設定與儲存DNA及分子中的組合指令。第一株野生茶樹誕生之前,要有第一個細胞的形成,而這個細胞形成最初,它的DNA編碼已經被設定,包括它的遺傳信息之一:長壽基因。DNA是由四個化學母碼來儲存信息,并由這四個化學母碼復雜的排序,將一串串我們今天稱做核苷酸堿基的化合物,儲藏和傳遞各種合成指令。其實,古樹茶的長壽基因就隱藏在這些排序編碼中。截止到現在,隨著分子生物學向縱深領域發展時,尤其涉及到生命起源時(包括物種起源),科學家們越來越強烈意識到,生物中至少在第一個細胞形成時,還不能用達爾文自然選擇的“進化論”觀點解釋。同樣,古茶樹的長壽基因不是進化的結果,而是來源于遺傳信息,是第一株野生茶樹形成之前第一個細胞誕生時的遺傳設定。那么設計者是誰?是自然界?還是上天的饋贈?至今仍是個謎。
需要補充的是,科學家們在研究生命起源與生命設計時(包括內在結構與外在形狀),在最基本的層面始終尖銳的對立。牛頓在他的名著《光學》(TheOpticks)中寫道:“動物的身體為什么設計得如此藝術化,它們的部件是為什么目的而有的。眼睛的設計難道沒有光學上的技巧,而耳朵的設計沒有聲學上的知識?既然這些是如此恰當的被執行出來,難道從這現象上看來沒有一位非物質的、活的、智慧的存在嗎?”
他代表的一部分科學家始終認為生物世界的人和很多植物其精巧結構的背后有一個設計的智能存在,即“上帝”,動物與高級植物都是“上帝智能設計”。”
但達爾文對此有不同的見解。他在1859年發表的《物種起源》這部書中,通篇闡述的是“進化論”的觀點。他認為生物機體有適應它們環境的本能,并能夠隨機地變異和自然的選擇。但這本書也有一個缺陷,就是沒有試圖解釋第一個生命起源問題。他所探求的是怎樣解釋新的生命形式如何從已經具有了繁殖能力較簡單的生命演變。他的理論對第一個生命起源僅僅是做了假設而非解釋。
這就自然在科學界形成兩派,即科學唯心主義與科學自然主義。但請注意,它與我們中國大陸日常理解封建迷信與科學是兩種概念。科學唯心主義與科學自然主義是圍繞分子生物學最高層面的一次論爭,兩派中的任何一方觀點都與迷信、落后、愚昧無關。時至今日,這場論爭還在持續。本來這場論爭在1953年應當結束,因為那年科學界發生了一個重大事件:即美國科學家克里克和沃森發現了DNA的結構。原本以為DNA的發現可以彌補達爾文“進化論”的不足,因為克里克與沃森本身就是堅定的“進化論”者。但令他們沒想到的是,DNA的發現解決了一個奧秘,又產生了另外一個奧秘,同樣陷入第一個細胞DNA的設定排序問題。如果說過去的爭論是圍繞生命起源進行的話,那么這場爭論又引進了新的主題,即生物信息起源的問題。遺憾的是,時至今日這兩個爭論至今沒有結果。同樣在對古茶樹與它特有的長壽基因,我們只知道它誕生在云南,卻很難給出一個確切的能用化學符號表述的科學結論。
異花授粉也是古茶樹長壽的另一種可能
還有一個因素是我們考慮到的,就是異花授粉。異花授粉是在植物多樣性環境中容易出現的一種帶有“雜交”性質的植物進化現象。植物的多樣性也帶來了基因的多樣性?,F代分子生物學對生命演化中基因的演變已有多種表達。原來物種間基因即是同源關系,又有差異;在植物傳粉過程中,如果有少量的異源基因存在于花粉管的通道中,也是可以被攜帶進入卵細胞的。所以自然界既有物種間基因的隔離,也有基因的交流。這也是維持和發展物種多樣性所必需的。外來基因不會隨意插入某個基因組,插入的位點是否恰當、是否會得到表達等等,都是植物遺傳學尚需攻克的難題。生命世界里不同的種群之間既有物種間的基因隔離,也有基因的交流。這樣我們可以理解物種間基因多樣性的由來。基因始終處于動態變化中——就算是在生物個體發育過程中也經常有基因的損傷和修復。
在生命演化幾十億年的過程中,從DNA分子的形成到其中信息的復雜化,經歷過不同種群之間遺傳信號的交換。不同物種有共同的祖先,他們之間既有共性,遺傳特性也有很大差別。假定有兩個物種不是近緣的,他們一些基因存在差別,但是外來的基因依然可以通過各種媒介的傳遞進入一個新的個體內發揮作用,從而產生新的性狀,這才形成生物多樣性一一也就是說自然界就存在基因轉移。例如一種野生的玉米,也叫大芻草,其形態與栽培玉米差別很大,但是在自然界兩者可以雜交。小麥則是異源六倍體,也是說在生命演變的歷史中有3個不同的基因組拼合成了一個新的物種。
生命世界里充滿著遺傳信息的交流和溝通。這種信息就包含在DNA的排列順序中,一種基因就是一種特定的排列順序;另外還有許多DNA的排序,會錄制出一些小分子的RNA,通過RNA分子去調控基因的行為。這種信息的多樣化是物種多樣性的基礎,我們就生活在這種多變和多樣化的世界里。
深入研究不同物種之間的信息交流,我們會驚嘆自然生命群體之間的神秘信號,例如有一類綠葉揮發物,其重要功能之一就是招引昆蟲傳粉交配。這種分子生態學的研究值得我們深入研究。我們實驗室在研究普洱茶香氣成分的基因調控時也發現,植物的內生菌會從寄主植物獲得某些相關的基因,植物的某些基因進入菌類的基因組中,促進某些次生代謝物的生成,這或許是芳樟醇生成的一個主要路途。這是自然界里的基因轉移,對此我們目前還所知甚少。對生命現象的復雜多變性,需要更多的思考和深入的解析。因此,我們對古茶園始終保持一種濃厚的興趣,并堅持認為它是茶園設計與布局最科學的方式,就在于它以生物多樣性為基礎。當然,異花授粉對古茶樹長壽現象的干預,仍然是一種科學假設,而非結論。
古茶樹長壽的意義
我們之所以關注古茶樹的長壽現象,其實與這些植物內含的天然藥物有關。很多長壽植物都兼有藥用植物的特性,如人參、紅杉樹、銀杏樹等等。藥用植物防治疾病的物質基礎在于其中的有效成分,但植物中天然活性成分往往含量又是很低的,如紫杉醇、三尖杉酯堿、喜樹堿、人參皂苷RH2等,含量在萬分之幾或更低。由于它們是天然產物,結構異常復雜,合成也相當困難。
自上世紀六十年代,生物醫學開始嘗試天然藥物的生物轉化技術,即用植物細胞培養體系、微生物或酶等生物體系對天然活性化合物進行合成或結構修飾。在天然藥物的微生物轉化、天然藥物的酶法生物轉化、天然藥物的植物細胞生物轉化三個方面實現了重大突破。
正因為有了這些技術突破,生物科學家才從紅杉樹中發現了獨特抗腫瘤活性的二萜類成分,又因其新穎的骨架將其命名紫杉醇。成為全球性最著名抗腫瘤藥物之一。
還有喜樹堿的發現。美國化學家Wall和Wani等人于1966年從特有的喬木植物喜樹(珙桐科Nyssacea喬木)中分離出具有較強的抗腫瘤和抗病毒活性生物堿成分,應用于治療肝癌、胃癌和白血病等。
因此,國際生物學界普遍認為,長壽型的植物一定存在一個或多個珍貴活性藥用成分。長壽首先來源于遺傳基因,其次是特定的環境因素。它如同一個寶藏,一旦開啟,意義重大。同樣,古茶樹也是如此。
當然,相對古茶樹長壽而言,還存在優良茶種的培育及茶園多樣性植物科學構建的意義。這方面云南茶葉科技者做過多項研究,也取得諸多成果。在這里無需更多贅言。
對茶葉從業者和消費者而言更是如此,賣最好的茶與喝最好的茶是商家與消費者共同的心愿。
普洱茶也存在“長壽”現象
讓我們再來關注普洱茶。
普洱茶為什么也存在長壽現象?“號級茶”很多單品年限已過百年,卻不腐不壞,色、香、味極佳。這是一個事實,無需費時討論。
但有一個問題是需要討論的,那就是普洱茶的“長壽現象”是什么原因造成?是古茶樹長壽機理的延續?還是普洱茶制茶方法所致?
我們說這兩種因素都有。
作為茶葉,尤其是被加工過的茶葉,在經歷了殺青、揉捻、曬青與緊壓后,茶葉的“損傷”是極其明顯的,很容易受到細菌的侵入與破壞,其“壽命”應當短暫才是。我們身邊的很多食品最怕的是細菌侵入,它產生極大的破壞性,會使食品“壽命”(保質期)縮短。但普洱茶不同,無論是有氧發酵還是厭氧發酵都需要微生物的參與。普洱茶沒有微生物的干預,其發酵就不存在,但有了微生物的參與,非但沒有縮短它的壽命,反而由于發酵過程的漫長不僅延長它的壽命,又使品質逐步提高。其實這個發酵是漸進的過程,需要耗時很長。一個用古茶樹茶葉制作的普洱茶(專指生茶),完全依賴自然發酵大約需要三十年至五十年以上才能達到高品質普洱茶的標準(以后會單獨涉及這個話題)。但這仍不是普洱茶長壽唯一的原因。
更重要的因素是大葉種茶特殊的組織結構和內含物質,尤其是茶葉內含豐富的酶系所致。普洱茶發酵是“酶促反應”的過程,其豐富的酶系自身就有免疫系統與代謝系統,這與茶葉隱藏的DNA特殊排序編碼有關。我們曾嘗試將大葉種茶葉、中小葉種茶葉在特定溫度與濕度中進行破壞性實驗,當將溫度升高到45℃,濕度調高75℃時,在保持十五天的情況,中小葉種茶葉開始出霉菌斑,并透出酸腐氣味,茶葉基本處在變質狀態,基本上失去品飲價值。而大葉種茶葉卻在向好的方向轉變。由此,我們更相信普洱茶的長壽現象同樣源于大葉種茶樹的長壽現象。只是它仍是個待解之謎。
因此,我們也可以這樣說,當我們用這些大茶樹的芽、葉做出的普洱茶,無論你是成天接觸它,或者每天都在品飲它,甚至在研究它。它仍是我們人類“陌生的朋友”。我們之所以這樣說,是因為至今我們不知道它內含物質到底有多少,絕大部分的物質還沒有被我們發現。我們沿用常規的檢驗方法發現了一些物質,也清楚知道它的功能。但是,我們仍存在一個問題:我們知道它“是什么”,卻不知道“為什么”。其中,它最核心的生命基石——染色體、基因、脫氧核糖核酸(DNA)等等,都存在很多未解之謎。
因此,有一點也許是你未知的,當你手捧一杯普洱茶品飲時,你在享受它的香氣、湯色及特有的口感之余,另一種更有價值的物質已經悄悄滲透到你的肌體,將自然界的一種“能量”嵌入你的基因,并積極配合你,拼命抵御來自現代社會的各種工業的、尤其是化學污染物與病菌對你的侵襲,增強你的抗體,延長你的生命周期。這種觀點雖然沒有得到更科學的認證,但其立論的依據源于一種科學“猜想”,或一種科學“假設”。這不是“偽科學”,因為很多科學成果的最初設計都源于看似不切實際的猜想與假設。