林草科普 中国蓼科植物

中国是传统医药资源最丰富的国家,药用植物资源有约11,146种,占全世界药用植物的40%,是中国中医药、食品、保健品等产业的重要物质基础。蓼科(Polygonaceae)中包含着多种重要的药用植物,如药用大黄(Rheum officinale)、何首乌(Fallopia multiflora)、虎杖(Reynoutria japonica)和金荞麦(Fagopyrum dibotrys)等。
图片塔黄 Rheum nobile 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
蓼科隶属于石竹目(Caryophyllales),与白花丹科(Plumbaginaceae)成姊妹群关系,进而与瓣鳞花科(Frankeniaceae)和柽柳科(Tamaricaceae)共同构成一个单系分支。蓼科全球有55属1,100余种,目前划分为3个亚科,其中蓼亚科(Polygonoideae)种类最多,有600余种,主要分布于欧亚大陆的温带地区;苞蓼亚科(Eriogonoideae)含500余种,主产北美的温带至热带地区;榄仁蓼亚科(Symmerioideae)仅有1种,特产非洲西部热带地区。蓼科植物中国产13属230余种,全国广布,尤以西南地区最盛。
图片抱茎蓼 Bistorta amplexicaulis 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
多样的蓼科植物中,萹蓄属(Polygonum)、木蓼属(Atraphaxis)、沙拐枣属(Calligonum)植物适应干旱,主产亚洲戈壁荒漠地区,是优良的防风固沙植物;冰岛蓼属(Koenigia)、大黄属(Rheum)、拳参属(Bistorta)适应寒冷,是青藏高原高山草甸的重要组成成分,尤其是塔黄(Rheum nobile)和苞叶大黄(Rheum alexandrae),是青藏高原4,000米以上的高山流石滩上的旗舰物种,如巨人般守望着冰山雪地的流石滩,异常壮观;而圆穗蓼(Bistorta macrophylla)和珠芽蓼(Bistorta vivipara)则能将高山草甸装点成花的海洋;何首乌属(Fallopia)、翼蓼属(Pteroxygonum)、珊瑚藤属(Antigonon)善于攀爬,是温带至热带森林林缘的常见植物;海葡萄属(Coccoloba)适应热带海岸边盐碱滩涂环境;蓼树属(Triplaris)则可生长在亚马逊热带雨林中。
图片沙拐枣 Calligonum mongolicum 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
图片水蓼 Persicaria hydropiper 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
图片圆穗蓼 Bistorta macrophylla 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
蓼科植物具有重要的经济价值,其中最典型的代表当属荞麦属(Fagopyrum)。荞麦属植物的起源地与多样性中心均在中国,中国北方及西南地区的先民们分别驯化出可食用的甜荞(F. esculentum)与苦荞(F. tataricum)。目前,甜荞在全世界除南极洲外,各大洲均有种植,年产量达380万吨,因其果实中富含膳食纤维,多种矿质元素,及类黄酮、多肽、糖醇等多种药用成分,是越来越受欢迎的保健性食品。
图片甜荞 Fagopyrum esculentum 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
图片苦荞 Fagopyrum tataricum 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
蓼科植物生命力顽强,蓼科最大的两个属,酸模属(Rumex)与蓼属(Persicaria),多数种类为常见杂草。《诗经》“良耜篇”中有“以薅荼蓼”的句子,意为拔除荼(苦菜)及蓼(水蓼或酸模叶蓼)等杂草,又言“荼蓼朽止,黍稷茂止”,去除杂草后,庄稼才能旺盛生长。
此外,作为观赏植物,蓼科中比较有名的如红蓼(Persicaria orientalis)、珊瑚藤(Antigonon leptopus)、千叶兰(Muehlenbeckia complexa)、抱茎蓼(Bistorta amplexicaulis)、头花蓼(Persicaria capitata)等;蓼蓝(Persicaria tinctoria)自古便是制靛的重要原料,《四民月令》中记载“五月可刈蓝”,用于染出蓝绿色布料;酸模属与蓼属多种植物的幼嫩茎叶可供食用,是风味独特的早春野菜,其中香辣蓼(Persicaria odorata)具有浓郁的鱼腥草般的气味,是云南傣味火锅中的常用食材。可见,蓼科植物与人们的日常生活息息相关。
图片珊瑚藤 Antigonon leptopus 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
图片红蓼 Persicaria orientalis 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
目前,蓼科仅有金荞麦1种植物被《国家重点保护野生植物名录(第一批)》列为二级保护植物。很多人有疑问,感觉金荞麦较为常见,是典型的“大路货”,怎么会是保护植物。其实,这可能正体现了立法者未雨绸缪的决策。金荞麦药用价值巨大,又据此成功研发出了抗癌药,即使野生种群数量再多,也需防止因滥采滥挖野生植株而导致的种群急剧萎缩。值得庆幸的是,云南、贵州等地已发展出成熟的金荞麦规模化栽培种植技术,满足了制药企业的原材料需求。
图片金荞麦 Fagopyrum dibotrys 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
2017年发布的《中国生物多样性红色名录—高等植物卷》对220种国产蓼科植物进行了濒危等级的评估,其中极危(CR)物种2个,分别为条裂大黄(Rheum laciniatum)和垂枝大黄(Rheum subacaule),濒危(EN)物种5个,分别为头序大黄(Rheum globulosum)、阿尔泰大黄(Rheum altaicum)、艾比湖沙拐枣(Calligonum ebinuricum)、心形沙拐枣(Calligonum cordatum)和无叶沙拐枣(Calligonum aphyllum),易危(VU)物种6个,分别为额河木蓼(Atraphaxis irtyschensis)、粗糙沙拐枣(Calligonum squarrosum)、宽叶神血宁(Polygonum platyphyllum)、牛尾七(Rheum forrestii)、鸡爪大黄(Rheum tanguticum)和云南大黄(Rheum yunnanense)。
图片无叶沙拐枣 Calligonum aphyllum 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
由此可见,蓼科濒危物种主要集中在大黄属与沙拐枣属。大黄属植物因其块根可入药,野生资源被滥挖滥采较严重,此为最主要的致危因素;而沙拐枣属植物生长环境生态脆弱,生态修复困难而缓慢,易遭受过度放牧、农业发展和基础设施建设带来的生境破坏。值得庆幸的是,中国科学院吐鲁番沙漠植物园是亚洲最大的沙拐枣属植物保育基地,建有沙拐枣属植物专类园和沙拐枣种质资源圃,系统地收集保存了国内及中亚大部分沙拐枣属植物种质资源,为沙拐枣属植物的迁地保护做出了极大的贡献。然而,中国蓼科植物还有许多种类由于缺乏全面系统的野外调查,物种野外分布信息不清楚,加之研究资料匮乏,无法满足生物多样性评估与保护的需求。
图片阿尔泰大黄 Rheum altaicum 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
托叶鞘是蓼科植物最常识性的识别特征之一。蓼科植物托叶鞘形态极其多样,筒状、舌状或撕裂状最为常见,有时又会有各种叶状附属结构及毛被,是蓼科分属、分种的重要依据之一。但是,“有托叶鞘的是蓼科,蓼科却不一定都有托叶鞘”,如产自北美的苞蓼族(Eriogoneae)300余种植物便没有托叶鞘。
图片蓼科植物的托叶鞘,形态多样 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
图片苞蓼族(Eriogoneae)代表植物金垫蓼(Gilmania luteola) 不具托叶鞘
蓼科植物花粉类型极其多样,早在1946年,著名植物学家、国际孢粉学奠基人赫德伯格(Hedberg)就提出蓼科花粉类型的进化研究是窥探被子植物花粉演化的绝佳窗口。国内先后有多位科学家对各个不同等级的类群进行过花粉形态的系统研究,研究结果已达到国际先进水平。
图片蓼科花粉类型的多样性 (引自张小平和周忠泽,1998) 图片来源:中国野生植物保护协会公众号
目前,蓼科许多属仍存在诸多的分类学问题,比如沙拐枣属植物种间杂交严重,物种界定困难;大黄属和拳参属植物在适应青藏高原隆生的过程中发生了物种的快速辐射分化,造成种类界限不明,需要借助多学科的手段澄清物种界定;荞麦属自建立以来,公认的物种数在10种左右,但是2003-2013年十年间,大量的“新种”被描述发表,使得物种数迅速翻番,其中6个“新种”甚至采自同一个县不同海拔的玉米地,给荞麦属的分类增加了大量的难题,亟需澄清。未来,蓼科植物的研究可能主要集中在系统发育的完善和部分类群的分类修订,青藏高原地区的物种形成机制、荞麦属的育种、药用植物的化学成分及药理药效等方面的研究也会是新的热点。(新闻来源: 中国野生植物保护协会 编辑 王强)