第二节 蕨类植物的分类
蕨类植物的种类比较复杂,具有许多不同的性状,在蕨类植物分类鉴定中,常依据下列一些主要特征:
(1)茎、叶的外部形态及内部构造。
(2)孢子囊壁细胞层数及孢子形状。
(3)孢子囊的环带有无及其位置。
(4)孢子囊群的形状、生长部位及有无囊群盖。
(5)叶柄中维管束排列形式,叶柄基部有无关节。
(6)根状茎上有无毛、鳞片等附属器官及形状。
1978年根据我国蕨类植物学家秦仁昌的分类系统,把蕨类植物列为一个门,分为5个亚门:松叶蕨亚门、契叶亚门、石松亚门、水韭亚门、真蕨亚门。前4个亚门都是小型叶,即为小叶型蕨类,又称拟蕨植物,是一些原始而古老的蕨类植物,现存种类很少。真蕨亚门的是大叶型蕨类,是最进化的蕨类植物,也是现代极其繁茂的蕨类植物。
蕨类植物各亚门检索表如下:
1.植物体无真根,仅具假根,2~3个孢子囊形成聚囊………松叶蕨亚门Psilophytina
1.植物体均具真根,不形成聚囊,孢子囊单生,或聚集成孢子囊群。
2.植物体具明显的节和节间,叶退化成鳞片状,不能进行光合作用,孢子具弹丝 ………………………………………………………………………………楔叶亚门Sphenophytina
2.植物体非如上状,叶绿色,小型叶或大型叶,可进行光合作用,孢子均不具弹丝。
3.小型叶,幼叶无拳曲现象。
4.茎多为二叉分枝,叶小形、鳞片状,孢子叶在枝顶端聚集成孢子叶穗,孢子同型或异型,精子具2条鞭毛 …………………………………………石松亚门Lycophytina
4.茎粗壮似块茎,叶长条形似韭菜叶,不形成孢子叶穗,孢子异型,精子具多鞭毛 ……………………………………………………………………水韭亚门Isoephytina
3.大型叶,幼叶有拳曲现象,孢子囊在孢子叶的背面或边缘聚集成孢子囊群,是现代最繁茂的一群蕨类植物………………………………………………真蕨亚门Filicophytina
现存蕨类植物约12000种,我国有2600种,分布于52科204属,大都为陆生,草本,少数水生或亚水生,喜阴湿、温暖的环境。分布于长江以南各省区,尤以西南地区最多,我国云南省就有1000多种,素有我国的“蕨类王国”之称。药用植物较多的为石松亚门、楔叶亚门和真蕨亚门,现将这三个亚门中的主要科及其重要药用植物介绍如下:
石杉科 Huperziaceae
小型或中型蕨类植物,多为附生植物或伴生于苔藓植物之中。茎直立或附生,柔软下垂;具原生中柱或星芒状中柱,一至多回二叉分枝。能育叶与不育叶同形或稍异形,螺旋排列,呈龙骨状,内含叶绿素。孢子囊通常为横肾形,具小柄,腋生,或在枝顶端形成细长线形的孢子囊穗。原叶体生地下,圆柱状椭圆形或线形。有菌根,与真菌营共生作用,精子器和颈卵器生于原叶体背面。
本科共2属约150种,广布于热带与亚热带。中国有2属40余种,已知药用2属17种。主产西南及华南,东北、西北及华东也有分布。多数植物体内含有多种生物碱和三萜类化合物。其中石杉碱甲(Huperzine A)等能治疗阿尔茨海默病。
【药用植物】
石杉(小杉兰)Huperzia selago(L.)Bernh.ex Schranket Mast.[Lycopodium selago L.]植株高12~20cm,黄绿色。茎直立或斜上,二歧式分枝。叶线状披针形,全缘;中脉较明显。孢子囊肾形,生于上部叶腋,黄褐色(图9-6)。分布于东北及陕西、四川、云南、新疆等省区。全草及孢子能祛风除湿、止血、续筋、消肿止痛。全草含有石杉碱甲等生物碱,可用于治疗早老性痴呆症。
同属植物国产约25种和变种,多数可作药用。
图9-6 石杉
1.植株一部分 2.孢子叶(放大)
图9-7 千层塔
1.植株 2.叶片(腹面,放大) 3.孢子
蛇足石杉(千层塔)H.serrata(Thunb.)Trev.[Lycopodium seratum Thunb.]叶螺旋状排列,疏生,平伸,狭椭圆形,边缘平直,有不整齐的尖齿,两面光滑,有光泽,中脉突出明显,薄革质。孢子叶与不育叶同形;孢子囊生于孢子叶的叶腋,两端露出,肾形,黄色(图9-7)。全国多数省区有分布,全草亦含石杉碱甲等多种生物碱。
石松科 Lycopodiaceae
陆生,少为附生。多年生草本,茎直立或匍匐,少有攀援,具根茎及不定根。圆柱形或略扁。具原生中柱或多中柱。叶小,螺旋状互生,针形或鳞片状。能育叶螺旋状互生,孢子囊单生于叶腋,常密集成顶生的圆柱形孢子囊穗。孢子囊肾形,横裂,无明显环带,孢子同型。染色体:X=11,13,17,23。
本科共7属,约40多种,多分布于热带及温带地区,多生长于酸性土壤上。我国有5属,18种,本科植物常含有多种生物碱(如石松碱)和三萜类化合物。
图9-8 石松
1.植株一部分 2.孢子叶和孢子囊3.孢子(放大)
【药用植物】
石松(伸筋草)Lycopodium japonicum Thunb. [L.clavatum L.]为多年生常绿草本,匍匐茎蔓生,分枝有叶疏生。直立茎高15~30cm。营养枝多回分叉,叶针形,孢子枝高出营养枝。孢子囊穗长2.5~5cm,有柄,通常2~6个生于孢子枝的上部;孢子叶卵状三角形,先端急尖而具尖尾,边缘有不规则的锯齿,孢子囊肾形,孢子淡黄色,四面体,孢子同型(图9-8)。分布东北、华东、华南、西南及内蒙古、河南等地。生于疏林下荫蔽处酸性土壤上。全草含石松碱、石松宁碱、烟碱等生物碱。能祛风除湿、舒筋活络、利尿通经。
同属植物玉柏L.obscurum L.和垂穗石松L.cernuum L.的全草在浙江、四川等地均称伸筋草,并同等使用。
卷柏科 Selaginellaceae
土生或薄土附生的中小型草本。茎腹背扁平。叶小型,鳞片状,同形或异形、交互排列成四行,腹面基部有一叶舌。孢子叶穗呈四棱形,生于枝的顶端。孢子囊异型,单生于叶腋基部,孢子异型,大孢子囊内生1~4个大孢子,小孢子多数。染色体:X=7~10。
本科仅1属约700多种,分布于热带与亚热带。我国有64种,药用25种。该科植物体内大多含有双黄酮类化合物。
【药用植物】
卷柏Selaginella tamariscina(Beauv.)Spring为多年生常绿草本,高5~15cm。全株莲座状,茎部着生多数须根,上部轮状丛生,多数分枝,枝上再作数次两叉状分枝,枝扁平,干旱时向内缩卷成球状,遇雨舒展。叶鳞状,有中叶(腹叶)与侧叶(背叶)之分,密集覆瓦状排成四列。孢子叶穗生于枝顶,四棱形。孢子囊圆肾形。孢子异型(图9- 9)。分布于全国各地。生于向阳的山坡岩石上或干旱的岩石缝中。全草含芹菜素、穗花杉双黄酮、扁柏双黄酮等多种双黄酮成分。生用能破血,治闭经、腹痛、跌打损伤;炒炭用止血、收敛,治吐血、便血、尿血、脱肛。
图9-9 卷柏
1.植株 2.分枝一段,示有腋及侧叶3.大孢子叶和大孢子囊 4.小孢子叶和小孢子囊
同属药用植物还有:
翠云草S.uncinata(Desv.)Spring,分布于华东、中南及西南。全草入药,有清热解毒、祛湿利尿、消炎止血等功效。
深绿卷柏S.doederleinii Hieron.,分布于华东、西南及湖北、湖南、广东、海南、广西等省区。全草入药,能清热解毒、止血、抗癌。
江南卷柏S.moellendorfii Hieron.,分布于长江以南各地、北至陕西南部。生于林下或溪边。全草入药,能清热利尿、活血消肿。
木贼科 Equisetaceae
多年生草本。具根状茎及地上茎,根茎生有不定根。地上茎细长,有节,通常中空,单出或分枝,表面粗糙,有纵棱,叶退化为细小的鳞片状,在节上轮生,互相联合成筒状的叶鞘,包围节间基部,孢子叶盾形,在小枝顶端排成穗状;孢子圆球形,表面着生十字形弹丝4条。染色体:X=9。
分布于热、温、寒三带。我国有木贼属Hippochaeta和问荆属Equisetum两属,共10余种,已知药用的有2属8种。本科植物含有生物碱、黄酮类、酚酸类化合物。
【药用植物】
木贼Equisetum hiemale L.为多年生草本。根茎短,无块茎。茎坚硬,直立不分枝,圆筒形,中空,有20~30条纵棱脊,在棱脊上有两列小疣状突起,粗糙。叶退化成鳞片状,叶鞘基部和鞘齿呈黑色两圈。孢子叶穗生于茎顶,长圆形,具暗褐色的小尖头。孢子同型(图9-10)。分布于东北、华北、内蒙古和长江流域各省。生于山坡林下阴湿处或疏林下阴湿处,全草入药。能疏散风热、明目退翳、止血、利尿、发汗。
图9-10 木贼
图9-11 问荆
1.植物全株 2.孢子叶穗
(a)营养茎 (b)孢子茎1.孢子叶穗 2.孢子叶及孢子囊 3.孢子,示弹性松展
问荆Equisetum arvense L.为多年生草本。具匍匐根茎,根黑色或暗褐色。地上茎直立,二型。孢子茎常为紫褐色,肉质,不分枝;叶膜质,联合成鞘状,具较粗大的鞘齿;孢子叶穗顶生,孢子叶六角形,盾状着生,螺旋排列,边缘着生6个长形的孢子囊。营养茎在孢子茎枯萎后生出,高15~60cm,有棱脊6~15条,分枝轮生,中实,叶退化,下部联合成鞘,鞘齿披针形,黑色(图9-11)。分布于东北、华北、西北、西南各省区。生于溪边或阴谷,全草入药。能清热、凉血、止咳、利尿。
同属药用植物还有:
节节草Equisetum ramosissimum Desf.,分布于全国各地,东半球温带至亚热带。生于潮湿的路旁,沙地,荒原或溪边。全草入药,有疏风清热、明目退翳、止血利尿的功效。
笔管草Equisetum debile Roxb.,分布于华南和长江中上游各省区。生于干山坡、固定沙丘、沙质地、山坡灌丛等处,全草入药,能疏表利湿、退翳。
瓶尔小草科 Ophioglossaceae
植物体为小型草本,根状茎短而直立,有肉质粗根,叶有营养叶与孢子叶之分,出自总柄,营养叶单一,叶脉网状,中脉不明显;孢子叶有柄,自总柄或营养叶的基部生出,孢子囊形大,无柄,沿囊托两侧排列,形成狭穗状,横裂。孢子球状四面形。染色体:X=15(45)。
本科共有4属30种,分布于温带、热带。我国有2属约7种,药用1属5种。
【药用植物】
瓶尔小草Ophioglossum vulgatum L.为多年生小草本,直立,高12~26cm。根状茎短,圆柱形,有一簇肉质根。叶单生,总柄深埋土中,营养叶从总柄基部以上6~9cm处生出,无柄,全缘,肉质,网状脉明显,中脉两侧的二次细脉约与中脉平行。孢子囊穗自总柄顶端发出,远超出营养叶,窄条形,顶端有小突起(图9-12)。分布于东北、西北、西南等地。生于林下和山坡阴凉稍潮湿的土中,怕高温。全草入药,具有凉血、清热解毒、消肿止痛的作用。
图9-12 瓶尔小草
1.植物全株 2.孢子叶穗一段 3.孢子囊
尖头瓶尔小草(一支箭)O.pedunculosum Desv.与瓶尔小草的区别:叶卵圆形;孢子囊条形。分布于我国西南地区及福建、广东、台湾、安徽、江西等省。全草具清热解毒、活血散瘀作用。
紫萁科 Osmundaceae
陆生,根状茎粗壮直立,无鳞片。叶片幼时被有棕色腺状绒毛,老时脱落,叶簇生,1~2回羽状复叶,叶脉分离,二叉分支。孢子囊群着生于能育叶的边缘或正常羽片的下面。孢子囊顶端有几个增厚的细胞,常被看作为未发育的环带,自腹面纵裂,圆球形,无囊群盖大,孢子球状四面形。染色体:X=11。
本科3属22种,主要分布于温带、热带。我国1属9种,药用1属6种。本科植物含多种双黄酮、黄芪苷、蜕皮激素等。
【药用植物】
紫萁Osmunda japonica Thunb.为多年生草本,根茎短、块状,有残存叶柄,无鳞片。叶簇生,二型,营养叶三角状,阔卵形,对生,顶部以下二回羽状,小羽片披针形至三角状披针形,先端稍钝,基部圆楔形,边缘具细锯齿,叶脉叉状分离,孢子叶深棕色,卷缩,小羽片,条形,下面沿中脉两侧密生孢子囊群,成熟后枯死。紫萁是我国暖温带及亚热带最常见的一种蕨类植物,向北分布至秦岭以南广大地区。生于林下或溪边酸性土壤上。根状茎入药作“贯众”用,有小毒,具有清热解毒、祛瘀杀虫、止血的作用。
海金沙科 Lygodiaceae
多年生攀援植物。根状茎长而横走,有毛而无鳞片,原生中柱。叶轴无限生长,细长,缠绕攀援,羽片1~2回,二叉状或1~2回羽状复叶,不育叶片常生于叶轴下部,能育叶片生于上部。孢子囊生于能育羽片边缘的小脉顶端,边缘着生有流苏状的孢子囊穗,孢子囊梨形横生短柄上。环带顶生。孢子四面形。染色体:X=7,8,15,29。
本科1属45种,广布全球热带和亚热带地。我国约有10种,药用5种。
【药用植物】
海金沙Lygodium japonicum(Thunb.)Sw.属攀援草质藤本。叶二型,不育叶羽片三角形;2~3回羽状,末回小羽片有短柄或无柄,常掌状分裂,能育叶卵状三角形,末回小羽片或裂片边缘密生孢子囊穗,成熟时散出暗褐色孢子,孢子表面有疣状突起(图9-13)。分布我国秦岭以南各地。生于灌木丛、林边。全草可入药,具清热解毒、利尿通淋之功效。
图9-13 海 金 沙
1.地下茎 2.不育叶(营养叶) 3.地上茎及孢子叶 4.孢子囊穗(放大)
蚌壳蕨科 Dicksoniaceae
大型蕨类。主干或叶柄粗大,直立或平卧,有复杂的网状中柱,根状茎密被金黄色柔毛,无鳞片。叶柄长粗,叶片大,簇生成冠状,3~4回羽状复叶,革质,叶脉分离。孢子囊群边缘着生,顶生脉上。囊群盖杯状或两瓣开裂形如蚌壳,革质;孢子囊梨形,有柄,环带稍斜生。孢子四面形。染色体:X=13,17。
本科有5属40种,分布于热带及南半球,我国仅1属,1种。
【药用植物】
图9-14 金毛狗脊
1.根茎及叶柄的一部分 2.羽片的一部分,示孢子囊堆着生部位 3.孢子囊群及盖
金毛狗脊Cibotium barometz(L.)J.Smith为大型树状陆生草本,植株高2~3m,根状茎平卧、粗大,端部上翘,露出地面部分密被金黄色长茸毛,叶簇生于茎顶端,形成冠状,叶片大,三回羽裂,羽片长披针形,裂片边缘有细锯齿;叶柄长,棕褐色,孢子囊群生于小脉顶端,每裂片1~5对,囊群盖两瓣,成熟时张开,形如蚌壳(图9- 14)。分布在我国南方和西南地区如浙江、江西、湖南、福建、广东、广西、台湾、贵州、四川与云南南部。多生于山麓阴湿的山沟或林下荫处的酸性土壤上。该药苦温,能止血、补肝肾、强腰、祛风湿。
鳞毛蕨科 Dryopteridaceae
多年陆生草本。根状茎粗短,直立或斜生。密被鳞片,网状中柱,叶柄、叶轴被披针形鳞片或鳞毛,下面圆而隆起,上面有纵沟,叶一型,簇生,间有近生;一至多回羽状或羽裂;叶边常有锯齿或芒刺。孢子囊群圆形,背生或近顶生于小脉上,囊群盖圆肾形,稀无盖,孢子囊扁圆形,具细长的柄,环带垂直。孢子呈两面形,表面具疣状突起或有翅。染色体:X=41。
本科20属1700多种,广布于全世界温带和亚热带高山。我国有13属700多种,药用5属,59种。分布于全国各地,尤以长江以南各省区最为丰富。本科植物常含有间苯三酚衍生物,具有驱肠道寄生虫活性。
【药用植物】
贯众Cyrtomium fortunei J.Smith为中型多年陆生草本,根状茎短、直立或斜生,连同叶柄基部均被有密的阔卵状披针形黑褐色大鳞片。叶簇生,叶片阔卵状披针形,纸质,单数一回羽状,羽片镰状披针形,边缘有细锯齿,叶脉网状。孢子囊群生于羽片下面,位于主脉两侧,囊群盖大,圆盾形(图9-15)。分布于华北、西北和长江以南各省区。生于石灰岩缝、路边、墙脚等阴湿处。根茎在南方作“贯众”用,为名贵药材,能清热解毒、止血、杀虫,并治高血压、头晕、头痛等。
图9-15 贯众
1.植株全形 2.根状茎 3.叶柄基部横切面
图9-16 粗茎鳞毛蕨
1.根状茎 2.叶 3.羽片一部分,示孢子囊群
粗茎鳞毛蕨(绵马鳞毛蕨、东北贯众)Dryopteris crassirhizoma Nakai为多年生草本。根茎大,斜生,密生棕褐色长披针形大鳞片。叶簇生于根茎顶端,叶柄自基部直达叶轴密生棕色鳞片,倒披针形,二回羽状分裂,裂片密接,长圆形,近全缘或先端有钝锯齿,侧脉羽状分叉。孢子囊群分于叶中部以上的羽片上,生于叶背小脉中部以下,每裂片2~4对;囊群盖圆肾形,棕色(图9-16分布于东北及华北部分地区。生于山地阴坡,林下湿地。具有清热、解毒、抗炎、抑菌、驱虫、止血作用;主治虫积(绦虫、十二指肠虫病),子宫功能性出血,流感,流行性脑脊髓膜炎,麻疹,热毒疮等症。
水龙骨科 Polypodiaceae
附生或陆生。根茎长而横走,被鳞片,鳞片阔,常具粗筛孔,网状中柱。叶柄均以关节与根状茎相连;叶一型或二型;单叶全缘至一回羽状分裂;绝大多数种类的叶脉均连接成网状。孢子囊群通常为圆形、长圆形或线形,有时布满于叶背面,无囊群盖;孢子囊梨形或球状梨形,浅褐色,孢子囊柄比孢子囊长或等长。孢子两面形,平滑或稍有疣状突起。染色体:X=7,12,13,23,25,26,35,37。
本科50属约600种,全世界分布,主产热带和亚热带。我国现已知的有27属150种,主要分布于长江以南各省区。
【药用植物】
石韦Pyrrosia lingua(Thunb.)Farw.为多年生常绿草本,高10~30cm。根茎细长,横走,密被深褐色披针形鳞片。叶疏生,叶柄略呈四棱形,基部有关节,被星状毛;叶片披针形、线状披针形或长圆状披针形,全缘,革质,上面绿色,有细点,疏被星状毛或无毛,下面密被灰棕色星状毛,主脉明显,侧脉略可见,细脉不明显(图9-17)。孢子囊群椭圆形,散生在叶下面的全部或上部,在侧脉间紧密而整齐地排列,初被星状毛包被,成熟时露出,无盖;孢子囊有长柄,孢子两面形。分布长江以南各省区及台湾省。生于山野的岩石上或树干上。全草药用,能清热、利水、通淋。治淋痛、尿血、尿路结石、肾炎、肺热咳嗽、慢性气管炎、金疮、痈疽等。
图9-17 石韦
1.植株 2.鳞片 3.星状毛
作石韦入药的还有:
庐山石韦P.sheareri(Baker)Ching,分布于长江流域及以南,南岭山地以北各省区。有柄石韦P.petiolosa(Christ)Ching,分布于黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、山东、安徽、江苏、四川、贵州、云南、陕西等地。毡毛石韦P.drakeana(Franch.)Ching,分布于湖北、四川、陕西、云南、西藏等地。北京石韦P.davidii (Gies.)Ching,分布于河北、山东、湖北、山西、陕西、内蒙古等地。西南石韦P.gralla(Gies.) Ching,分布于云南、四川、湖北等地。
本科供药用的植物还有:
抱石莲Lepidogrammitis drymoglossoides(Baker)Ching,分布于长江流域各省,全草入药,能清热解毒、祛风化痰、治水肿及劳伤。
金鸡脚Phymatopsishastata(Thunb.)Kitag.,分布于长江流域以南及陕西、甘肃、台湾、河南等地。全草入药,能祛风清热、利湿解毒。用于小儿惊风、感冒咳嗽、咽喉肿痛、扁桃体炎、痢疾、腹泻、泌尿系统感染、筋骨疼痛;外用治痈疖、疔疮、毒蛇咬伤。
水龙骨Polypodiumnipponicum Mett.,分布长江以南各省区,根状茎入药,能清热化湿、祛风通络,治痧秽泄泻、痢疾、淋病白浊、风痹、腰痛、疮肿。
槲蕨科 Drynariaceae
大中型附生植物。根茎横生,粗肥,肉质,具穿孔的网状中柱,密被深棕色至褐棕色鳞片。鳞片大,狭长,腹部盾状着生,边缘具睫毛状锯齿。叶片通常为大型的椭圆形,叶二型,无柄或有短柄,深羽裂或羽状,叶脉粗而隆起,彼此以直角相连,形成大小四方形的网眼。孢子囊群或大或小,不具囊群盖。孢子两侧对称,椭圆形,具单裂缝。染色体:X=36,37。
本科8属32种,分布亚洲热带、亚热带至澳大利亚。我国有3属约14种。主产长江以南各省。已知药用2属7种。
【药用植物】
槲蕨Drynaria fortunei(Kunze)J.Smith为附生植物。植株高20~40cm,根茎粗壮,肉质,横走如姜,密被钻状披针形鳞片,边缘流苏状。叶二型;营养叶灰棕色,革质,无柄,卵圆形,羽状浅裂,紧密覆盖在根状茎上,下面有短毛,形如槲叶;孢子叶绿色,无毛,长柄,长圆形,羽状深裂,裂片7~13对,叶柄有狭翅。孢子囊群圆形,着生在叶背主脉两侧,各成2~3行,呈橘黄色,无盖(图9-18)。分布于中南、西南地区及台湾、浙江、福建等省区。在野外附生于树干或溪水边的岩石上成片生长。根茎(骨碎补)入药,能补肾、坚骨、祛风湿、活血止痛。治疗跌打损伤、骨折、瘀血等症。
图9-18 槲 蕨
1.植物全株 2.叶片的一部分,示叶脉及孢子囊群位置 3.地上茎的鳞片
同属植物中华槲蕨D.baronii(Christ)Diels.,营养叶深羽裂;孢子囊群在孢子叶主脉中肋两旁各一行。也可供药用。
复 习 题
【A型题】
1.下面叙述不正确的是: ( )
A.蕨类植物的根通常为不定根
B.蕨类植物的根通常着生在根状茎上
C.蕨类植物的茎通常为根状茎
D.蕨类植物的叶通常从茎上长出
E.蕨类植物的叶通常兼有营养和生殖两种功能
2.属于大叶型蕨类,而且是最进化的蕨类植物: ( )
A.松叶蕨亚门 B.楔叶亚门 C.石松亚门 D.水韭亚门 E.真蕨亚门
3.药用植物伸筋草属于: ( )
A.石杉科 B.石松科 C.卷柏科 D.木贼科 E.紫萁科
4.植物体无真根,仅具假根的是: ( )
A.松叶蕨亚门 B.楔叶亚门 C.石松亚门 D.水韭亚门 E.真蕨亚门
5.药用植物金毛狗脊属于: ( )
A.海金沙科 B.蚌壳蕨科 C.鳞毛蕨科 D.水龙骨科 E.槲蕨科
【简答题】
1.蕨类植物的主要特征有哪些?
2.蕨类植物和苔藓植物的主要区别是什么?
3.举出5种常见的药用植物及入药部位。
4.说出中药植物贯众的来源。