我國科學(xué)家在琥珀中發(fā)現(xiàn)最古老完整花朵[3P]

　　形成于約一億年前的鼠李科Phylica屬琥珀化石 青島科技大學(xué)供圖

　　Phylica祖先隨印度板塊向北漂移的過程重建圖? ?青島科技大學(xué)供圖

　　琥珀化石形成時(shí)期生態(tài)復(fù)原圖，圖中地表低矮植物為Phylica 青島科技大學(xué)供圖

　　壬寅年大年初一，一朵古老的花兒來拜年啦！2月1日，我國科學(xué)家在《自然—植物》發(fā)表封面論文《一億年前琥珀中發(fā)現(xiàn)起源于南非的適火性鼠李科植物》。該研究在國際上首次發(fā)現(xiàn)了起源于中生代鼠李科植物具原位花粉的完整花朵化石，為東南亞地區(qū)早期有花植物演化與板塊運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究提供了重要的化石證據(jù)。據(jù)介紹，該研究成果是由青島科技大學(xué)教授王碩帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、中國科學(xué)院昆明植物研究所、遼寧撫順琥珀研究所和福建農(nóng)林大學(xué)等單位，以及英國開放大學(xué)、布里斯托大學(xué)和南非生物多樣性研究所密切合作，歷經(jīng)八年時(shí)間取得的。

　　相隔億年——容顏未改的多器官實(shí)體化石

　　一般來說，植物化石保存的信息僅限于部分器官，其中白堊紀(jì)早中期的完整被子植物花化石非常少見，且大多為已絕滅類群，但此次研究發(fā)現(xiàn)的琥珀是完好保存了一億年前花朵、果實(shí)、葉片、原位花粉等多器官實(shí)體化石。王碩告訴《中國科學(xué)報(bào)》，其研究團(tuán)隊(duì)通過八年對24塊琥珀化石表面細(xì)微形態(tài)特征、內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)進(jìn)化的綜合分析，將琥珀內(nèi)包藏的化石與其可能的現(xiàn)生植物親緣類群進(jìn)行一一比對，排除了不同植物類群間趨同進(jìn)化的可能，最終在南非的開普植物區(qū)找到了與琥珀化石植物形態(tài)特征幾乎一致的現(xiàn)存植物類群。王碩表示，該類群來自鼠李科Phylica屬，是生長于開普區(qū)的瀕危植物。他們的研究表明，該類植物可能在南非開普植物區(qū)生存繁衍了約一億年，從恐龍繁盛的中生代開始，一直綻放至今。起源于新生代以前的裸子植物，包括銀杏、水杉被稱為“活化石”，而Phylica經(jīng)過約一億年的演化，在形態(tài)上幾乎沒有發(fā)生改變，是罕見的被子植物活化石。

　　追根溯源——從非洲南端走到中緬邊境的花

　　據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹，該研究中的系列琥珀化石標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于緬甸北部，而Phylica植物的現(xiàn)生類群卻分布于非洲南端開普植物區(qū)這一特定區(qū)域。研究結(jié)果表明，緬甸北部的植物區(qū)系與非洲大陸最南端的植物區(qū)系存在聯(lián)系，這是上億年來板塊運(yùn)動(dòng)照成的“滄海桑田”有關(guān)。記者獲悉，這些完好保存在琥珀中的化石植物在印度板塊與岡瓦納古陸帶尚未完全分離前即已形成，隨著岡瓦納古陸的解體和印度板塊的北移，這一生物群的祖先通過印度板塊傳播到緬甸北部，但他們的后裔卻一直在南非的開普植物區(qū)生存繁衍。由于環(huán)境氣候條件的劇烈改變，其它姐妹群逐漸滅絕，只有他們的后裔在非洲最南端生存繁衍了一億年，并成為如今南非開普植物區(qū)Fynbos（開普植物區(qū)特有的硬葉灌木和多漿植被）的重要類群。白堊紀(jì)中期被子植物快速輻射演化現(xiàn)象及其原因一直是生物學(xué)家研究的熱點(diǎn)問題——包括達(dá)爾文在內(nèi)，他曾稱之為“abominable mystery”（惱人之謎）。

　　針對此問題，該研究提出白堊紀(jì)中期頻繁發(fā)生的火災(zāi)可能是被子植物演化的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)力的觀點(diǎn)。

　　野火在南非開普植物區(qū)硬葉灌木和多漿植物對干旱炎熱環(huán)境的適應(yīng)演化中扮演著重要角色，至今許多分布于開普區(qū)的植物都具有火災(zāi)適應(yīng)性。同樣，該研究發(fā)現(xiàn)的植物化石也表現(xiàn)出對頻繁野火的高度適應(yīng)性，如細(xì)長且緊緊聚縮在一起的葉片、被葉片緊緊裹護(hù)著的花朵、表面密實(shí)的毛被等。在這些琥珀化石中，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了大量疑似被火燒過的植物殘骸，也佐證了在白堊紀(jì)中期火災(zāi)頻繁發(fā)生。種種跡象表明，被子植物對環(huán)境的強(qiáng)適應(yīng)性可能是其快速輻射演化的一個(gè)秘密。該研究得到國家自然科學(xué)基金、中科院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)、古生物與地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金以及山東省自然科學(xué)基金的資助。