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冬虫夏草
— 蛇形虫草科·蛇形虫草属 —
“冬虫夏草”,俗称虫草,是青藏高原一张靓丽的名片,是高原上蓝天、白云、雪山、草地千古演化、孕育而生的一个精灵。古书上对冬虫夏草的药用价值有不少记述。20 世纪70 年代我在西藏工作时,才得见其真容。到80 年代中期,由于其市场价格的抬升,人们一方面对其神奇功效有不少演绎;另一方面开始了对冬虫夏草生命机制的研究。但是,很长一段时间,对于冬虫夏草生命机制的研究未能取得突破性的进展。这又进一步增强了其神秘的色彩。
冬虫夏草是一种虫生子囊真菌,属于真菌界的子囊菌门粪壳菌纲肉座菌目蛇形虫草科蛇形虫草属。主要分布于我国青藏高原高海拔区域,北起祁连山,南至滇西北的高山,东自川西高原山地,西达喜马拉雅的大部分地区,包括青海(玉树、果洛、黄南等州)、西藏(那曲、昌都、林芝、山南等地区)、四川(甘孜、阿坝等州)、云南(迪庆、丽江、大理等地)、甘肃(甘南、临夏、陇南等州)等省(自治区)都有分布。喜马拉雅山周边国家如尼泊尔、不丹、锡金和印度等也有少量分布。
冬虫夏草的寄主为钩蝠蛾属昆虫幼虫,属于节肢动物门昆虫纲鳞翅目蝙蝠蛾科。钩蝠蛾属目前已知有42 种,为完全变态昆虫,世代发育包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段,其中蛹、成虫和卵三个发育阶段在同一年内完成,而幼虫发育时间漫长,为3~5年,具体时间因种及生态环境而异,具有典型的世代交替现象。
学界普遍认为,冬虫夏草菌的世代发育包括无性和有性两个阶段。中国被毛孢是冬虫夏草的无性型阶段菌种,最适发育温度为10~15℃。每年夏天,部分寄主昆虫幼虫被冬虫夏草菌致病,冬虫夏草菌在幼虫体腔内利用寄主体内积累的营养物质繁殖生长,直至菌体充满寄主体腔,寄主死亡变为僵虫,此为冬虫夏草菌的无性阶段。来年春天,僵虫头部长出子座并露出地表,随后子囊果发育并喷发子囊孢子,为有性阶段。因此,冬虫夏草菌的世代发育实际上与寄主昆虫的世代发育相交接,以幼虫为交接点(图1)。冬虫夏草菌完成一个世代发育的时间为1年,而寄主昆虫则需要3~5年才能完成一个世代的发育。
图1 冬虫夏草菌及其寄主昆虫的世代发展
研究简史
古代药性描述阶段
冬虫夏草特殊的药用功效很早以前已被人们所认识和利用。早在唐中宗时,金城公主嫁到西藏带去的医药书籍《月王药诊》(公元710年)中,已有“牙儿札更布”(冬虫夏草的藏语称谓) 的记述,描述了其能“治肺部疾病”。稍后(公元780 年)的《藏本草》记载了冬虫夏草具有“润肺、补肾”的功能。清代(公元1694年),汪昂在《本草备要》中对冬虫夏草已有翔实记载:“冬虫夏草,冬在土中,形如老蚕,有毛能动,至夏则毛出土上,连身俱化为草”;其性味功用为“甘、平”“保肺益肾、止血化痰、已劳嗽”。其他典籍如《酉阳杂俎》《图鉴》《吾三卷香》《金汁甘露宝瓶札记》《甘露宝库》《寿世保元》《本草从新》和《本草纲目拾遗》等也有冬虫夏草药效的记载。由此可见,我们的祖先早在1300 多年前就已经认识了冬虫夏草及其特殊功效:“补肺、强肾、益精气,理诸虚百损”“功与人参、鹿茸同,但药性温和,老少病虚者皆宜食用。”
现代调查研究阶段
冬虫夏草的现代研究始于1958 年,中国科学院动物研究所资源昆虫室通过对四川康定一带的野外考察,认为“冬虫夏草的寄主昆虫是虫草蝙蝠蛾”,首次明确了冬虫夏草的寄主昆虫种类,也证实了“冬天是虫、夏天是草”名称的由来。此后,对冬虫夏草寄主昆虫种类的调查进入了一个小高潮,陆续有冬虫夏草寄主昆虫新种的报道。
与此同时,对冬虫夏草及其寄主昆虫生物学和生态学的研究也逐渐增多。进一步明确了分布在青藏高原不同产区的冬虫夏草为同一个物种,均为冬虫夏草菌,而寄主昆虫则存在种类差异。同时,明确了温湿度、光照和降水等气候因素对冬虫夏草菌发育的影响。其间还有低海拔繁育寄主昆虫和尝试人工培育冬虫夏草的报道。
关于冬虫夏草药理活性的研究报道也在增多,并陆续发现了一些代表性的化合物,如虫草素、腺苷、麦角甾醇、多糖、甘露醇和氨基酸等,《中华人民共和国药典》也因此将腺苷规定为冬虫夏草质量控制的指标成分,并陆续证实了冬虫夏草在抑制肿瘤、抗癌和显著提高人体免疫功能等方面的独特功效。
资源问题
冬虫夏草分布于青藏高原高海拔区域,生长范围局限,产量极为有限。随着人们生活水平的提高,冬虫夏草的市场需求在持续扩大,冬虫夏草已成为最为昂贵的中药材品种。冬虫夏草的价格从1997年到2004 年增长了350%,2010年在中国沿海城市等地的零售价格已达到了每千克10万~40万元。
冬虫夏草产区的区域自然条件极端恶劣,自然灾害频繁,农牧民生产生活条件十分艰苦,农牧民收入水平低,是集中连片的贫困地区,贫困面广、贫困程度深。采挖冬虫夏草在产区经济社会发展中起着举足轻重的作用,当地藏民家庭现金收入的70% 以上来源于采挖冬虫夏草,所创造的年产值在许多县都超过了1000万元,如西藏自治区丁青县的冬虫夏草年产值超过5500 万元,收入占该县国内生产总值的60% 以上。
受经济利益的驱使,过度采挖冬虫夏草的趋势日益加剧,产地生态环境、冬虫夏草菌世代发育循环及寄主昆虫遭受不同程度破坏。同时,随着全球气候变暖,雪线上升,使冬虫夏草的分布海拔从20 世纪50~80 年代初的2800~5000 m上升至现在的4200~5200 m,分布空间受到严重压缩,资源蕴藏量急剧下降,已被列入《国家重点保护野生植物名录》。冬虫夏草资源能否可持续利用不仅关系到这一珍贵自然资源的生存和繁衍,还关系到产区农牧民的生计及经济社会发展的问题。
冬虫夏草名符实,
变化生成一气通,
一物竟能兼动植,
世间物理信难穷。
冬虫夏草资源可持续利用的途径
如其他濒危生物资源一样,冬虫夏草资源可持续发展的途径无外乎有两条,一是开发替代品减少对自然资源的依赖;二是对自然资源实施原位保护,通过人工干预增加自然资源蕴藏量。发酵培养冬虫夏草菌丝体是冬虫夏草替代品开发的主要途径,生产的冬虫夏草菌丝体和发酵产物可作为替代冬虫夏草的药品或保健品原料,已获得广泛应用。近年来,也有工厂化培育冬虫夏草成功的传闻,但未见正式文字报道,这不失为一条替代品开发的有效途径,但其利弊有待进一步评价。
近10 年来,笔者所在团队对冬虫夏草自然资源的原位保护和自然孕育进行了探索,提出了冬虫夏草可持续发展的新思路,即从青藏高原冬虫夏草自然孕育形成过程的原生态自然条件出发,选育寄主昆虫优良种质,建立寄主昆虫种子繁育园,优化高寒草甸环境,调控影响寄主昆虫繁育的关键因子如寄主昆虫天敌等,恢复冬虫夏草适生地生态系统的多样性和良性循环,获得大量寄主昆虫优质虫卵,并将获得的虫卵控释在冬虫夏草适生地高寒草甸,提高草甸土壤中的寄主幼虫密度,进而实现冬虫夏草的自然孕育。实践证明,这是实现冬虫夏草资源可持续发展的有效途径。
刘昕 张古忍 著
责任编辑:席慧 文茜
北京:科学出版社,2017.2
ISBN:978-7-03-050958-1
《冬虫夏草资源可持续发展研究》系统介绍了冬虫夏草资源可持续发展基础理论和关键技术研究的阶段性成果。分为4个部分共24章。第一部分介绍了寄主昆虫生物学的研究进展,包括寄主昆虫的生物学特性与生活史、种群分化、适应高海拔环境的生理生化机制和共生原虫等;第二部分介绍了冬虫夏草发育生物学的研究进展,包括冬虫夏草菌与寄主昆虫和高寒草甸植物的跨界共生、冬虫夏草个体中的真菌群落、寄主昆虫肠道真菌群落及冬虫夏草的寄生真菌等;第三部分介绍了冬虫夏草适生地生态环境的研究进展,包括影响冬虫夏草发生的环境因子、冬虫夏草适生地植物群落、土壤真菌群落与主要虫生真菌、寄主昆虫不同发育阶段节肢类天敌等;第四部分对冬虫夏草资源可持续发展面临的问题和对策进行了探讨,并在厘清寄主昆虫种质资源和明确冬虫夏草子座发育的基础上,对制约资源可持续发展的寄主昆虫繁育和冬虫夏草自然孕育两大关键技术进行了探讨,指出了冬虫夏草资源可持续发展的途径。
(本期责编:李文超)
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