红豆杉的可持续利用设想

红豆杉的可持续利用的设想红豆杉的可持续利用的设想 摘要摘要 论述了生物资源可持续利用的重要性，主要以红豆杉为例，介绍了这种植物的特性和 价值及红豆杉这种植物资源在我国内的分布情况，并且简略地描述了从红豆杉中提取紫杉 醇开发利用的工艺流程与可持续利用的设想。 关键词关键词 红豆杉 紫杉醇 开发利用 可持续利用 1 生物资源可持续利用的重要性 1.1 生物资源的利用的现状 生物资源是可更新资源，能通过自我更新而得到恢复。以往人们对生物资源缺乏科学的 认识，错误地认为生物资源是取之不尽、用之不竭的。因而，在人类历史上，对生物资源 利用过度， “竭泽而渔” ，从而破坏和毁灭生物资源的事例不断发生，在生物资源的利用和 保护之间，充满着矛盾。近年来，人类因利用过度而破坏生物资源的情况日趋严重，但也 存在着利用不足造成的资源浪费现象。人类如何成为自然界中“精明的捕食者” ，即如何合 理地利用与保护生物资源，是现代生物资源学和应用生态学最重要的研究课题之一。 1.2 生物资源可持续利用的意义和重要性 生物资源是一种再生性资源，是可更新的。如果能合理地、恰当地利用、经营，就能源 源不断地为人类提供所需要的物质。当开发利用某一种生物资源时，同时也就减少了这种 生物的种群密度，如果环境条件良好，该种群就能很快地增长，到一定时期又会达到相对 稳定的阶段。但是，对所有的生物种类来说，开发利用后，它们恢复的速度不同，有的快， 有的慢，如砍伐森林的恢复一般需要数十年到百余年，而野生动物种群的恢复在破坏不太 严重的情况下，也要几年到几十年。因而，可更新资源消耗的速度必须符合它恢复的速度。 在开发利用某一种生物资源之前，必须掌握该种生物的生长发育、繁殖规律，考虑其利用 的方式、程度，再制定出合理的利用计划。这样，才不至于利用该种生物资源的速度或程 度超过它自身增长的速度，才能使该种生物繁衍不息，永续地为人类利用。反之，则资源 枯竭，造成不可挽回的损失。 2 红豆杉的特性和价值 2.1 红豆杉的基本介绍 自从 1971 年 Wani 等从太平洋红豆杉树皮中分离鉴定出抗癌新药紫杉醇后，红豆杉资源 的开发受到了极大的关注。红豆杉属植物是一种古老的植物类群，全世界只有 11 种。红豆 杉属植物属裸子植物门，均是常绿乔木或灌木，是雌雄异株，异花授粉植物。球花小，单 生于叶腋内，早春开放；雄球花为具柄、基部有鳞片的头状花序，有雄蕊 614，盾状，每 一雄蕊有花药 49 个；雌球花有一顶生的胚珠，基部托以盘状珠托，下部有苞片数枚；种 子坚果状，球形，着生于红色肉质杯状假种皮中，当年成熟。 红豆杉属植物只在排水良好的酸性灰棕壤、黄壤、黄棕壤上良好生长，总体来说，对生 长环境要求较严。其地域分布较窄，野生资源有限。而从红豆杉中提炼的紫杉醇，其价值 是簧金的十余倍。紫杉醇是目前世界上治疗癌症的有效新药，尤其对女性乳腺癌和子宫癌 有特效。由于红豆杉植物属于世界珍贵稀有树种，资源稀少，且培育困难，在未来 15 至 20 年时间内，紫杉醇将是治疗乳腺癌、子宫癌无可替代的药物。 我国红豆杉野生资源分布如下：1）东北红豆杉，仅在东北地区存在，自然分布地域很窄， 每年可以采收的枝叶较少。2）南方红豆杉，也叫美丽红豆杉，为红豆杉属植物在中国分布 最广泛的一种，由于其材质坚硬，是优良木材，长期以来都是砍伐的对象，所以目前数量 锐减。已经被中国林业部列为一级珍贵保护物种。3）中国红豆杉，分布也较为广泛，现存 资源蕴藏量较大，保存相对较好。4）云南红豆杉，集中分布在云南西北部，近两年受到破 坏较大，濒临灭绝。5）西藏红豆杉，主要分布于西藏自治区南部基隆等地，资源蕴藏量较 少，是我国蕴藏量最少，但也是遭破坏最小的红豆杉资源。 2.2 红豆杉的药用价值 红豆杉属植物在中国古代本草推新就已被记载，可入药， “用皮引起呕吐，用木部及 叶则不吐，且利尿通筋，制肾脏病、糖尿病” 。在近年，从 1971 年 Wall 和 Wani 等人第一 次从红豆杉中提取出紫杉醇之后，80 年代美国和欧洲的科学家相继揭示出紫杉醇的抗癌功 效，引起了广泛关注。但现在从红豆杉中提取紫杉醇产率比较低，大多数机构提取工艺比 较差，造成了资源的浪费。 3 开发利用的工艺流程 3.1 红豆杉野生资源的筛选和人工扦苗栽培种植 由于我国的野生红豆杉资源比较有限且大多数濒临灭绝，所以掌握人工培养方法意义非 常重大。尽管红豆杉对生长环境(温度、湿度、土壤、水质、日照)要求较高，但经过尝试， 许多野生红豆杉生长的地区已经建立了人工红豆杉的生长基地。这些为保护野生红豆杉资 源和迅速发展红豆杉产业提供了保障，也同样保障了红豆杉资源的可持续利用。 3.2 紫杉醇的分离提纯 由于资金和设备的限制，目前只有中国科学院成都研究所、昆明植物研究所和中国医学 科学院药物研究所等单位能进行较高效率的提纯。同时，上海复旦大学先进科研成果-“紫 杉醇清洁纯化技术“，也能从红豆杉的枝叶申提纯紫杉醇，该项目于 2002 年被国家经贸委 列入国家技术创新项目。 我从网上搜索到了一篇中国红豆杉中主要紫杉烷类物质的分布研究 ，可以大致了解实 验室提取紫杉醇的方法，大概不能商品化，大致步骤如下： 3.2.1 粉碎 称取一定质量新鲜的枝叶，加入液氮和石英砂研磨至很细的粉末。 3.2.2 萃取 液液萃取：用一百倍浸膏质量的蒸馏水充分悬浮浸膏，适量石油醚脱除非极 性色素，再以氯仿多次萃取氯仿层经蒸馏水洗涤后，用无水硫酸钠脱水，过滤后 30减压 蒸干。 3.3 紫杉醇的替代资源的研究 由于红豆杉天然资源十分有限，所以选取替代材料提取紫杉醇资源已经成为紫杉醇研究 的焦点。如果有了行之有效的替代资源的提取方法，也可以使得红豆杉资源可以得到可持 续利用。目前的主要研究方向有：组织培养，遗体转化，全合成，半合成，类似物的寻找 和结构改成，产紫杉醇真菌的培养和遗传改性等。 如果有一天这些研究有了突破性进展，会大大促进紫杉醇类药物的商品化，同时也可以 造福广大癌症患者。同时我们也不用担忧有一天红豆杉资源会渐渐消失。 - 3 - 3.4 紫杉醇的临床试验 提取了紫杉醇后，关键的一步就是进行临床试验，这是紫杉醇真正造福病患的第一步。 经临床试验表明，紫杉醇对卵巢癌、睾丸胚胎癌、乳腺癌、食道癌等多种晚期癌症有效果。 临床实践研究证明，紫杉醇是能有效治疗多种癌症和多种肿瘤以及白血病的有效药物，是 目前全世界公认的最好抗癌药物之一。 4 结论 从上述文字可以看出，我国目前面临着红豆杉资源稀缺，且利用率较低的状况。红豆杉 系濒危植物，其分布地域狭窄，生长环境、条件苛刻，基本处于自然生长状态，且比长十 分缓慢;从红豆杉中提取紫杉醇是在最近今年才发展起来，并且人工繁殖技术近年才有所突 破，虽然市场需求量很大，有原材料靠自然生长根本无法保证。而掌握人工培育技术的专 业人员很少，砍伐野生红豆杉又必须得到国家林业部门的特许审批，因此，长期以来资源 馈乏，客观上限制了开发、利用规模。 通过各个单位对红豆杉野生资源的筛选和人工插扦苗栽培种植，可以减少对红豆杉野生 资源的肆意破坏；同时，不断提高紫杉醇的分离提纯的技术，就是提高了资源利用率，减 少了资源的浪费；再者，紫杉醇的替代资源的研究是基于红豆杉天然资源十分有限的情况 下的，如果紫杉醇替代资源行之有效的话，将