近日，一则关于“乌毛蕨能够富集稀土元素”的新闻在科学界和公众中刷屏，引发了广泛关注。这则新闻像一扇突然打开的窗口，让我们得以窥见蕨类植物(广义上包括石松类植物)那远超出我们传统认知的巨大潜力。它们并非只是静谧地点缀于林下岩壁的古老精灵，更是改造我们世界的自然工程师。从参天乔木状的桫椤科(Cyatheaceae)植物，到纤巧如尘的卷柏科(Selaginellaceae)植物，这一跨越了3.6亿年演化历史长河的类群，曾经是地质时代的王者，如今正以其在元素富集、环境修复和新药开发中的独特本领，重新回到现代科学舞台的中央。“石松类与蕨类植物资源保护与利用”专刊的推出，恰逢其时，它汇集了我国学者在该领域的最新研究成果，从资源保护与利用、基因组学、分类研究到生理生化，全方位、多维度。我们对这类古老植物的认知与利用，正迈向一个从宏观生态到微观基因、从基础研究到战略资源的全新高度。

一 资源保护与利用：现状评估、技术支撑与未来规划

资源的可持续利用是最好的保护，资源的有效保护是可持续利用的基石。本专刊的第一个栏目——资源保护与利用，以扎实的调查研究为基础，为我们描绘了一幅中国蕨类植物资源的“全景图”与“保护路线图”。

2021年最新发布的《国家重点保护野生植物名录》收录了我国重点保护野生蕨类植物120余种，蕨类植物是国家重点保护野生植物中的第二大类群。开篇之作《我国石松类和蕨类植物保护现状及保护建议》无疑具有纲领性的意义。文章系统性地分析了我国石松类和蕨类植物在就地保护、迁地保护方面的成果和不足，提出应利用以国家公园为主体的就地保护体系和以国家植物园为引领的迁地保护体系，加强国家重点保护石松类和蕨类植物的就地保护和迁地保护工作，建议多措并举、多方联合，共同推进我国石松类和蕨类植物的保护工作。尽管我国已建立众多自然保护区和植物园，但由于蕨类植物起源古老、繁育方式特殊，在就地保护工作中，除少数旗舰物种外，多数蕨类植物常被忽略；而在迁地保护方面，目前主要依赖野外采挖，人工繁育工作仍较为薄弱。另外，仍有许多物种因其分布区狭窄、生境特异性强、资源利用量大而处于保护空缺之中，其生存状况尤为堪忧。中国石松类和蕨类植物保护工作的开展，需要更多的科研机构、植物园、自然保护区和社会团体参与，共同推动。

保护不能仅停留在纸面，更需要坚实的技术支撑。《石松类和蕨类植物的扩繁技术及其在迁地保护中的应用》一文，正是将保护理念落地的关键技术探索。无论是孢子繁殖，还是无性快繁，这些技术不仅能为濒危物种建立“人工方舟”，避免其因野外种群骤减而灭绝，更能为后续的野外回归、引种、生态修复提供充足的种苗资源。迁地保护与就地保护如同车之两轮、鸟之双翼，缺一不可。

在保护实践中，精准预测物种的分布潜力至关重要。在全球气候变化背景下，分析濒危植物及国家重点保护植物潜在分布区的变化不仅有助于我们了解资源现状，而且对政府及管理部门制定就地保护、迁地保护及其野外回归策略具有重要参考意义。《基于MaxEnt模型预测金毛狗在中国的潜在适生区》代表了当前生态位模型在蕨类植物保护中的热点应用方向。金毛狗(Cibotium barometz)作为一种兼具观赏和药用价值的重要物种，其野生资源近年来屡遭破坏。通过MaxEnt模型，我们可以清晰地看到在未来气候变化情境下，其适生区将如何迁移、扩大或收缩。这直接指导了我们应在何处建立新的保护区，何处是实施回归引种的理想之地，实现了从“盲目保护”到“预见性保护”的跨越。而《加拿大一枝黄花浸提液对水蕨配子体发育的影响》一文将视野投向了生物入侵这一全球性生态热点问题。入侵植物通过化感作用影响本土物种的生存，水蕨(Ceratopteris thalictroides)作为一种濒危水生植物，其在脆弱的配子体阶段更易受到威胁。该研究警示我们，在保护生存能力较弱的濒危蕨类植物的同时，必须关注其生态系统中的种间关系，尤其是来自入侵物种的隐性威胁。

而《以贵州为模式标本产地的石松类和蕨类植物的多样性及分布格局》《甘肃省石松类和蕨类植物多样性及其地理分布》《中国乌蒙山地区现代石松类和蕨类植物地理区系分析》这3篇论文，则在区域尺度上深化了我们对资源空间格局的理解。贵州作为全球瞩目的喀斯特生物多样性热点地区，石松类和蕨类植物多样性丰富、特有物种众多、模式标本采集历史较长，《以贵州为模式标本产地的石松类和蕨类植物的多样性及分布格局》的发表让我们对贵州石松类和蕨类植物多样性有了新的理解。甘肃地处我国西北，该地区的石松类和蕨类植物物种虽然相对贫乏，但极具干旱区地理特色，其干旱环境中的石松类和蕨类植物多样性是如何维持的，未来如何保护？乌蒙山作为重要的地理屏障，其石松类和蕨类植物的地理区系成分如何交织与分化？这些问题少有国内学者关注。上述研究不仅填补了区域本底资料的空白，更从宏观上揭示了环境因子与石松类、蕨类植物分布的内在规律，为全国范围的生物多样性保护优先区规划提供了不可或缺的拼图。

二 基因组学：开启蕨类植物生命奥秘的“黑匣子”

如果说资源研究描绘的是蕨类植物的“外在风貌”，那么基因组学栏目则带领我们深入其“内在宇宙”，从遗传本质上解读蕨类植物迷人的生存与进化密码。

《石松类和蕨类植物基因组测序研究进展》系统性地总结了石松类和蕨类植物在基因组学这一新兴领域的全球动态。石松类和蕨类植物基因组普遍较大且复杂，测序难度高。然而，随着第三代测序技术的突破，我们正逐步揭开其神秘面纱。该文梳理了已发表的石松类和蕨类植物基因组测序研究，比较这些植物的结构特征、基因家族进化等，为理解石松类和蕨类植物独特的生命历程(如多倍化历史、孢子繁殖、维管系统发育、对环境胁迫的响应等)构建了框架。

紧随其后的3篇研究论文，则展现了基因组学技术在不同层面的最新应用。《姬蕨多组织全长转录组测序与茉莉酸合成通路基因鉴定》不仅获得了高质量的遗传信息库，更聚焦于在植物的抗虫、抗病中发挥着核心作用的茉莉酸这一重要信号分子，该研究为了解蕨类植物的防御机制演化提供了关键线索；《药用植物粗茎鳞毛蕨转录组测序分析》则直接面向应用领域，粗茎鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)的干燥根茎和叶柄残基是著名中药“绵马贯众”，其活性成分的合成途径是怎样的？通过转录组分析，我们可以挖掘与活性成分生物合成相关的关键酶基因，为未来通过合成生物学手段大规模生产药用成分，从而替代对野生资源的过度采挖奠定了基础；《莲座状复苏植物越南卷柏叶绿体基因组特征分析》则从叶绿体基因组层面解读了石松类基因组的特殊构造。复苏植物能够忍受极度的干旱而后“死而复生”，越南卷柏(Selaginella pseudotamariscina)便是其中的代表。作为最早出现并延续至今的石松类卷柏科植物，解析其叶绿体基因组，有助于理解这些独特的叶绿体基因组结构与陆生环境适应性之间的特殊联系。

三 分类与区系：厘清家底，发现新知

分类学是植物学中较古老的学科之一，在全世界植物分类学研究势衰之际，中国植物分类学仍然保持着勃勃生机。虽然《中国植物志》及Flora of China已经完成，但仍然有大量的物种有待发现，大量的复合群有待厘清，大量的地区植物调查有待加强。本专刊的分类研究栏目，充分体现了这一点。

《我国水韭科植物的分类研究现状及保护建议》聚焦于一个古老而濒危的石松类水生植物类群。水韭科(Isoetaceae)植物形态简单，分类鉴定困难，长期以来中国仅有少量物种被报道。然而，该科全世界有250余种，中国仅长江流域及邻近地区有记载，与中国植物多样性的总体分布格局远不匹配。如物种多样性比较贫乏的欧洲地区的水韭科种类都远超中国，美国的水韭科植物种类约为中国的10倍，俄罗斯远东地区及朝鲜半岛有多个水韭科植物种类而我国东北地区无一记载，东南亚有多种水韭科植物而我国华南地区水韭科植物鲜有记录。希望通过该文对水韭科植物分类现状的梳理，让更多的植物学家关注中国湿地植物的调查分类。广西白桫椤(Sphaeropteris guangxiensis)是近年来新发表的物种，是白桫椤(S. brunoniana)与海南白桫椤(S. hainanensis)自然杂交的后代，《广西白桫椤野外资源现状及生境特征》一文的发表，有助于公众更好地理解这一自然种群的资源现状及其种群历史。同时，作为国家二级重点保护野生植物的广西白桫椤，摸清其野外种群数量、年龄结构及其赖以生存的生境特征，对挽救这一濒危物种具有重要意义。

非常高兴看到《广西科学》期刊发表《广西蕨类植物新分布》《河南省蕨类植物新记录》《越南蕨类植物一新记录属和三新记录种》这样的文章。这些报道一次次证明，我们对蕨类植物多样性的认知远未终结。在生物多样性快速丧失的今天，每一次新分布、新记录的报道，都如同生物多样性黑箱中的灿烂星光，它不仅拓展了物种的已知分布范围，更可能暗示着未被认知的扩散路线、历史变迁或特殊的适应性。这些看似“微小”的工作，是构建完整生物多样性版图中最不可或缺的砖石；尤其是在植物多样性相对贫乏的中原地区河南，竟有如此之多的新记录被报道，提示我们的植物学家今后不仅要关注生物多样性的“热点”地区，也不能遗忘那些生物多样性相对贫乏的“冰点”地带。

四 药理与生化：挖掘蕨类植物的资源宝库价值

蕨类植物不仅是生态系统的成员，更是一个巨大的天然化合物宝库，以其久远的进化历史，演化出复杂多样且独特的次生代谢产物。生理生化栏目集中展示了从蕨类植物中探寻医药、化工新资源的巨大潜力。

《石杉碱甲生物合成研究进展》是本栏目的亮点之一。石杉碱甲是从石杉科(Huperziaceae)植物中提取的天然产物，因其在治疗阿尔兹海默病方面展现出的潜力而备受瞩目。然而，野生石杉科资源有限，化学合成步骤烦琐，解析石杉碱甲生物合成途径，并利用微生物工厂进行生产，是解决供需矛盾的根本出路。该综述梳理了石杉碱甲生物合成通路的研究进展，预示着我们将有可能从“靠天吃饭”转向“自主生产”。

同样，《阴地蕨提取物成分分析及其抑菌抗肿瘤活性研究》和《槲蕨多糖对脓毒症小鼠免疫功能的影响》系统总结和探索了两种重要传统药用蕨类植物的价值。从传统用药经验出发，利用现代化学和药理学手段进行验证、分离和鉴定，是发现新先导化合物的经典路径。槲蕨(Drynaria roosii)又称骨碎补，是传统伤科用药，该研究不仅证实了其活性成分(多糖)的有效性，更揭示了其通过抗炎通路起作用，将传统经验与现代医学理论紧密连接，提升了研究的科学价值与应用前景。此外，《基于广泛靶向代谢组学的不同生长年限粗茎鳞毛蕨代谢产物差异分析》采用前沿的代谢组学技术，探究不同生长阶段药用成分的动态变化。这直接指导我们应在粗茎鳞毛蕨的哪个生长阶段进行采收，才能最大化其药用价值，体现了中草药资源利用的精细化与可持续性。这些研究为后续的药物研发提供了坚实的物质基础和理论依据。

五 结语：从生命奥秘到国家战略——蕨类植物的整合研究新纪元

1940年，正值中国战火纷飞的时代，秦仁昌院士把100多年来分类混杂、囊括蕨类植物80%的属和90%的种的水龙骨科(Polypodiaceae)划分为33个科249个属，清晰地展示出它们之间可能的演化关系，解决了当时蕨类植物学中的最大难题。这一突破性成果被学界称为“秦仁昌系统”，该分类系统奠定了今天蕨类植物分子系统发育的基本框架，而秦仁昌院士也被誉为“中国蕨类植物之父”“世界蕨类植物之父”。通览本专刊，我们清晰地看到，中国蕨类植物研究已经构建起一个从宏观到微观、从基础到应用的完整研究链条；而“乌毛蕨富集稀土”的新闻，以及本专刊中揭示的众多药用蕨类植物的生理生化特性，共同将我们的视野引向了一个更具战略意义的维度。正如秦仁昌院士在《中国现代蕨类植物地理分布概况》一文的结语中所希望的：“我们确信，随着未来(特别是中国南部、西南部)蕨类植物资源的调查，中国蕨类植物学的知识将得到大大加强，将为中国的现代化和植物科学的发展做出重大贡献!”

蕨类植物，这些古老的绿色精灵，其价值远不止于生态与医药，它们是大自然赋予的“活体矿厂”和“环境净化器”。乌毛蕨(Blechnopsis orientalis)并非孤例，芒萁(Dicranopteris pedate)、蜈蚣草(Pteris vittata)、粉叶蕨(Pityrogramma calomelanos)、井栏边草(Pteris multifida)等多种蕨类植物均被证实对稀土元素具有显著的富集能力。更令人惊叹的是，蜈蚣草还能够超富集砷，其叶片中的砷含量可达环境中的数千倍，是土壤重金属污染修复的明星植物。这些发现，将蕨类植物研究从传统的生物学领域，一举推向了农业、环境修复乃至战略性矿产资源开发的交叉前沿。特别是当前全球对关键金属和稀土元素的需求日益迫切，其供应链安全已成为“卡脖子”技术的核心问题之一。对具有特殊富集功能的蕨类植物进行深入研究——从筛选优良种质资源、解析其富集与耐受分子生理机制，到通过基因工程培育高效新品种，最终发展出基于蕨类植物的“植物采矿”和“植物修复”绿色技术，不仅具有重大的科学价值，更蕴含着不可估量的国家战略意义。

因此，我们对蕨类植物资源的保护与利用研究，其意义已远超物种保存本身；蕨类植物在漫长的历史演化历程中所形成的独特基因资源，是我们探索资源开发和实现可持续发展的基因密码。保护一株珍稀蕨类植物，可能就是在保护一个未来可用于植物采矿及修复污染土壤的独特基因；摸清一个地区的蕨类植物多样性，可能就是绘制潜在“生物冶金”资源地图的重要一笔。本专刊是中国蕨类植物学前进道路上的一个坚实脚印，它既是对过往工作的总结，更是对未来探索的召唤。我们呼吁一种更具深度的“整合研究”范式，将基础生物学研究与国家战略需求紧密结合，让这些跨越了漫长地质年代的生命奇迹，不仅为生态系统添彩，更为人类社会发展面临的资源与环境挑战贡献出独特的“蕨类智慧”，在国家科技自强自立的征程中，写下浓墨重彩的一笔。