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《光明日报》报道王硕教授团队科研成果

作者:刘艳杰,刘奕辰,李鲲鹏 审核:陈刚 来源:党委宣传部 编辑:刘奕辰   点击: 日期:2022-02-11

看,这朵绽放了一亿年的花!

近日,澳门澳门威尼娱乐场王硕教授团队在国际知名学术期刊《自然-植物》发表封面论文《一亿年前琥珀中发现起源于南非的适火性鼠李科植物》。该研究在国际上首次发现了起源于中生代鼠李科植物具原位花粉的完整花朵化石,为东南亚地区早期有花植物演化与板块运动关系的研究提供了重要的化石证据,也在一定程度上解答了著名的“达尔文之谜”。

该研究成果是经澳门澳门威尼娱乐场王硕教授带领的研究团队与中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院昆明植物研究所、辽宁抚顺琥珀研究所和福建农林大学等单位,以及英国开放大学、布里斯托大学和南非生物多样性研究所密切合作,历经八年时间取得的。

这是一朵在地球上存活了约1亿年的花

近十年前,王硕和她的先生施超注意到琥珀化石中很常见一种植物标本,并在中科院昆明植物所和北京植物所向分类学前辈请教。后来,研究团队通过大像素显微叠加等技术将化石的叶片、毛被和花粉等细微特征放大了上千倍进行观察,通过给化石“做CT”,无损地获得了这些花和果实的内部三维结构。研究人员将这些特征逐一与可能的现生植物形态结构进行对比、分析,最终在非洲南部找到了这些琥珀化石植物的现存后裔——鼠李科Phylica(拉丁文,音“菲利卡”,中文石南茶)属,因其毛绒状的花头,常被称为“毛笔花”。经历了约一亿年的沧海桑田,它们的形态却与一亿年前基本一模一样,是迄今发现最古老的现存植物,也是罕见的开花植物活化石。

王硕表示,中生代的植物化石非常稀少,之前学术论文中所报道过的都是一株植物的部分器官,而他们研究所用的21块琥珀中的24个标本包含了该植物的茎、叶、花(含子房)、果实(含种子)和花粉,并完整复原了该植物从幼年到成熟的生长发育全过程,是迄今为止国际上最完整的植物化石研究。

琥珀化石是进化生态学研究的“硬证据”

在世界范围内,俄罗斯、立陶宛、乌克兰、墨西哥、黎巴嫩等20多个国家和地区都产琥珀,高大裸子植物的树脂滴落下来,把周边动植物包裹进去,经过地质的沉积作用形成琥珀。在已知的琥珀类群中,缅甸琥珀形成于约1亿年前。这些琥珀里大概有1%的比例包含有化石、内含物,这1%中又有九成以上是昆虫,只有不到一成是植物。而王硕所在团队的主要精力,放在了最少也最难解析的植物化石上。

和普通化石不同,琥珀化石最大的优势在于能保留1亿年前植物、昆虫的三维形态,帮助科学家揭开世界最古老的秘密。对王硕而言,切开琥珀原石的过程,就像开盲盒一样,总觉得下一秒会有惊喜,不知道会与什么生物结缘。

本研究中的琥珀化石在印度板块与冈瓦纳古陆尚未完全分离前即已形成,随着冈瓦纳古陆的解体和印度板块的北移,被树脂包裹的“祖先Phylica”通过印度板块传播到缅甸北部,它们的后裔却一直在南非生存繁衍到现在。这些花朵可以说是“从恐龙繁盛的时代绽放至今”。另外,它们的花朵、叶片、毛被等特征都表现出对频繁野火的高度适应性,所以,白垩纪时期频繁发生的野火可能是驱动早期开花植物演化的一个重要原因。可以看出,这些珍贵的琥珀标本作为进化生态学研究的“硬证据”,可以帮助澳门澳门威尼娱乐场推测早期开花植物的进化模式,并为板块运动学说提供重要化石证据。

这是一把解答“达尔文之谜”的金钥匙

南非与缅甸相距数千万公里,南非的植物是如何进入产于缅甸的琥珀里面的呢?王硕团队结合地球板块漂移历史发现,现在的缅甸北部产琥珀的这个区域,位于曾经的印度板块上。也就是说,一亿年前这个琥珀刚刚形成的时候,印度板块和现在的南非所处的非洲板块还没有完全分离开,它是冈瓦纳古陆的一部分。那个时候,这块化石植物确实是生存于南非及其周边区域,直到印度板块与非洲板块分离之后,这些植物的后裔仍然在南非一直存活至今。此外,研究团队发现的化石与现在生存于南非的植物后裔一样,具有很多适应火灾的特征。

王硕告诉记者,研究发现的这个现存植物,起源实在太古老了(一亿年)。要知道160年前,生物学家达尔文曾经质疑一亿年前出现过的一些被子植物(后来发现它们都灭绝了),它们到底是如何进化而来的(即著名的“达尔文之谜”),本次研究在一定程度上破解了达尔文的这个谜题。

王硕教授团队提出,现存的一些被子植物类群,比如鼠李科的石南茶属,一亿年前就起源了,而且很可能是对一亿年前频繁发生的火灾的适应性进化的结果。因此,这项研究一定程度上解答了“达尔文之谜”,这也是此项研究的一个重要意义所在。

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