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为被子植物起源 研究开辟新空间
近日,澳门赌场南京地质古生物所研究员王鑫与国家兰科中心教授刘仲健发现世界上最早的花,这为被子植物起源研究开辟了新空间。相关成果发布在英国的《历史生物学》杂志上。
据报道,在此次研究发表之前,全世界尚未在白垩纪之前的地层中发现典型的花,最早的花化石是产自1.25亿年前辽宁义县组迪拉丽花。国际主流观点认为,在白垩纪以前没有被子植物,被子植物从起源到辐射都是在白垩纪发生的事情。
科学家对辽西地区的植物化石“潘氏真花”进行了分析,确定其时间为1.62亿年前的侏罗纪。据介绍,“潘氏真花”出产于我国辽宁锦西连山区三角城村的侏罗纪地层。标本是我国著名的古植物学者潘广先生于上世纪70年代收集的。
王鑫指出,潘氏真花具有典型花朵的所有组成部分,包括花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊。潘氏真花为被子植物起源研究开辟了新的空间。
跟侏罗纪恐龙生活在一起的潘氏真花
潘氏真花出现时,地球上是怎样的景象?
王鑫告诉记者:“潘氏真花生活的1.62亿年前的侏罗纪,被子植物非常稀少,植物世界里是裸子植物极盛的时期,而恐龙是陆上动物世界的主角。当然,昆虫世界也已经很发达了。”在恐龙徜徉,松柏、银杏、苏铁摇曳的世界里,却奇怪地出现了一朵异类小花,而且出现在中国的辽西地区。
为什么是辽西?“早期的完全花不一定只有在辽西有。只能说是因缘际合的产物。化石的形成需要一定的地质条件,需要恰当的时间,在恰当的地层沉积下来,才能为今天比较幸运的研究者所见。辽西就是拥有优越沉积物地质条件的幸运之地。”王鑫说,“而且,从科研者内部来看,围绕辽西这一区域的前人研究也比较多,这使得区域研究的成熟度更高,可参考文献也更多,研究对话也更容易获得认可。这些因素使得辽西变成了地球早期的‘花园’,出了很多代表性的植物化石。为被子植物的起源问题提供了很多实证材料。”在岭南地区,有没有类似辽西这样的宝地?与王鑫研究员一起接受采访的刘仲健教授表示:“相比较而言,南方的地层没那么早,湛江、海南有一些相对早期的沉积形成。但确实比不上辽西地区。”
得名于潘广先生
在介绍“潘氏真花”的出产时,王鑫指出,标本是我国著名的古植物学者潘广先生于上世纪70年代收集的,出产于我国辽宁锦西连山区三角城村的侏罗纪地层。王鑫、刘仲健教授从潘老先生处得到一些化石标本,其中“潘氏真花”标本得到了他们的特别注意,经过进一步的检测而有了现在的新发现。“潘广先生的本职是地质工作者,但他本人对植物古化石非常着迷。在上世纪70年代,他在辽西地区收集了大量古植物化石。早在1983年,他就称中国有白垩纪以前的被子植物存在。但他的研究长期不为很多国内、国际的科班专家认可。后来,他也逐渐淡出了研究圈。我们这次的发现,也可以说是为潘老先生正名。”王鑫说。晚年的潘广先生告别了研究圈,以书法绘画为乐。
寻找花之祖先的过程
开花植物的祖先是谁?接近近代的花朵化石似乎是突然出现的。这没来由的花儿,被达尔文称做是“讨厌之谜”。
曾有研究指出,已灭绝的裸子植物的一些类型,尤其是种子蕨,被推测是开花植物的祖先,但并没有直接的连续化石证据来表示花朵是如何演化出来的。一些较早的化石,如三叠纪早期的“Sanmiguelia”被推测是开花植物的祖先之一,也存在争议。依据如今的证据,还有一些人推测开花植物的祖先是由于三叠纪晚期(2.45亿至2.02亿年前)的未知裸子植物分歧出来的,也一样并不确切。早期的大羽羊齿类植物至开花植物间的关系仍然是个谜。现在的地球,是被子植物占绝对优势的世界。被子植物又名绿色开花植物,是植物界最高级的一类,也是地球上最完善、适应能力最强、出现的最晚的植物。自新生代以来,它们在地球上占着绝对优势。现知被子植物共1万多属,约20多万种,占植物界的90%以上,中国有2700多属,约3万种。被子植物能有如此众多的种类,有极其广泛的适应性,这和它的结构复杂化、完善化分不开。
刘仲健教授如是形容植物学家们的好奇心:“我们看到现在的植物之间有各种相似性和关系,就不由想往前追追看它们是不是有共同的祖先。只有了解了它们的遗传密码,我们才能对其加以利用,继而才有培育新品种的可能。”
地球生命的奥秘永远值得探究
刘仲健教授的研究思路是寻找进化意义上的分子钟证据。这个过程跟寻找化石的过程不同,更像是从现存植物基因去倒溯计算进化速度和时间的过程。通过比较现存生物基因或蛋白质的氨基酸排列顺序,绘出系统树,而化石资料在确定分子钟的走速、量度时间时起到佐证的作用。“化石为分子工具提供参考。我们通过分子计算可以得出开花植物出现的大概时间,当新的化石证据出现,就刚好印证了分子钟推算的正确性。” 刘仲健教授说。
“潘氏真花”会是最早的典型花吗?在两位教授看来,它并非是最早的被子植物,应该说它是到现在为止,已经发现的化石中最早的典型花。他们的发现文章在国内外学术期刊和媒体上得到了广泛的阅读和转载,但质疑的声音也同样存在。“这些质疑并无真凭实据,更多的是反映出美国同行难以接受这个现实。”王鑫说。无论如何,值得一代代科研工作者追问和探究的是地球生命的奥秘。
(原载于《广州日报》 2015-05-09 B5版)
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