长啥样?“南京花”1.74亿岁 花儿究竟咋来的仍是谜

发布日期:2019-06-05

    电影《侏罗纪公园》或许该改改了——与侏罗纪恐龙同框的,除了高大的苏铁、桫椤,还应该加上一抹亮色——鲜花。

      由中科院南京地质古生物所领衔的一个国际研究团队,新近在南京东郊发现了200多块远古化石花的标本。研究表明,这些花朵生活的年代距今至少有1.74亿年,是迄今为止人类发现的最古老的花朵化石,它们的发现将被子植物的起源时间前推大约5000万年。科研人员将之命名为“南京花”。相关研究成果18日发表在生命科学领域知名刊物《电子生命》上。

      [多重要] 起源时间提前5000万年

      与恐龙同龄的花界鼻祖

      有花植物在生物学上称为被子植物,这是当今植物界最进化、种类最多、分布最广、适应性最强的类群。世界范围内的现生被子植物约30万种。花自何时在地球上出现,植物学家却一直没有定论。

      长期以来,古生物学界的许多学者认为,开花植物直到白垩纪(1.45亿至0.65亿年前)才真正出现。这一观点被反复重申,几乎成了教科书中牢不可破的真理。但真相确实如此吗?

      此次发现的“南京花”化石,打破了这个传统认知。这些保存在细砂岩中的远古花朵标本,来自1.74亿年以前的侏罗纪早期。那时,盘古大陆上分布着郁郁葱葱的绿洲,翼龙在空中展翅、恐龙称霸陆地、鱼龙在水中遨游,比过去人们认为的花朵出现时间早了5000万年。

      [长啥样] 花瓣四五片直径10毫米

      看上去很像现在的梅花

      “南京花”标本,从肉眼看很像现在的梅花。单朵“南京花”直径10毫米左右,多有4片或5片花瓣。在显微镜下,花萼、花瓣、雌蕊等主要结构清晰可见,其子房主要由凹陷的花托组成,子房上面长有树状的花柱,是典型的下位子房花。

      “日常生活里,人们常用‘花木’来代指各种植物。而实际上,色彩斑斓的花是植物的繁殖器官。”中科院南京地质古生物所研究员王鑫介绍,花是植物进化出的最“漂亮”的器官之一,它“利用”昆虫助其传粉,还将种子包裹在果实内部,并通过各种方式帮助它们散播。这一系列先进优越的特点,使得开花植物逐渐“打败”别的类群,“称霸”植物界。

      [啥影响] 不仅前移了花朵的历史

      还冲击传统的演化理论

      最早的花为何起名“南京花”?因为此次发现的化石花标本,产自南京东郊一处早侏罗世地层之中。

      “真是令人难以置信,现代化大城市的周边竟然还能有这么重大的发现!”第一个找到“南京花”的中科院南京地质古生物所副研究员傅强,用“壮观”来形容这个化石宝藏。自2016年初他无意中发现“南京花”开始,研究团队已经陆续找到了200多块“南京花”标本。最密集时,一块两个巴掌大的化石上,就分布着七八十朵“南京花”。

      “我们很幸运能在中国发现最早的花朵化石。这意味着,中国学者在被子植物的起源研究上将拥有更多话语权。”王鑫说,“南京花”的发现不仅前移了花朵的历史,还将直接冲击传统的被子植物演化理论。植物学界有理论曾认为,花朵雌蕊的基本单位心皮,是由大孢子叶演化而来。而对“南京花”的研究表明,“南京花”不仅没有心皮,且其雌蕊是由枝和叶共同组成。这一结果,与现代分子生物学的观点一致。

      ●延伸阅读

      花儿究竟咋来的仍是谜

      为什么大自然能“发明”出结构这么复杂的花儿?进化论奠基人、英国著名生物学家达尔文曾对开花植物的起源和迅速进化表示不解,称之为“恼人之谜”。

      法国国家科学研究中心和英国基尤植物园等机构的研究人员报告说,他们研究了一种较为原始的裸子植物——千岁兰。千岁兰可以存活上千年,主要生长在纳米比亚和安哥拉的沙漠中。

      这种裸子植物的独特之处在于,在其被称作雄球花但不算是真正的花的结构中,存在不具备繁殖能力的胚珠,表明它试图进化出两性花但以失败告终。两性花指的是开花植物的一朵花中,同时含有雄蕊和雌蕊。

      在千岁兰以及一些针叶树中,研究人员还发现了一些特殊的基因,它们与开花植物中负责花朵结构的相关基因和基因层次都存在相似之处。研究人员认为,开花植物和其“表亲”裸子植物拥有类似的基因串联,表明这是“继承”自共同的祖先。这说明开花植物能够开花这一机制并不一定是开花植物的“独创”,可能是开花植物继承并重新利用的,这在进化进程中很常见。

      研究人员认为,这些发现有助于研究花朵的起源,如相关基因究竟是如何出现,又如何在开花植物中发挥作用。研究人员表示将继续研究开花植物的其他特征,以便更全面地了解花儿最早是从哪儿来的。

      “瓜果飘香”的被子植物

      开花植物又称被子植物,它们不仅是人类重要的食物来源,也让植物世界变得更加丰富多彩。

      常用来与开花植物进行对比的是裸子植物,裸子植物和开花植物同属种子植物。例如,松树等针叶树就是裸子植物,它们没有真正的花,胚珠会裸露在外。相比较而言,开花植物花朵的结构出现了很多“创新”:最外面是萼片和花瓣,其中包含着雄蕊和雌蕊,而在雌蕊的子房内,藏着受精后将发育成种子的胚珠。

      花和果实都是被子植物特有的结构。人类的大部分食物,如谷类、豆类、薯类、瓜果和蔬菜等,都来源于被子植物。即使不能直接被人类食用,被子植物也能提供牲畜所需的饲料。此外,被子植物还提供建筑、造纸、纺织、油料、纤维、食糖、香料、虫蜡、医药、树脂、饮料等不可胜数的原料。

      由于种类和个体数量上的优势,被子植物构成了覆盖陆地表面植被的大部分,为陆生动物提供了生存所需的生境和食物。在生态上,被子植物用于营造防风林和覆盖植物,以防止水土流失和海水侵蚀陆地。以被子植物为主要代表的绿色植物,每年向地球提供几百亿吨宝贵的氧气,同时消耗数百亿吨二氧化碳。它们的生存与整个人类的生活息息相关。(综合新华社电)

    原标题:“南京花”1.74亿岁

    值班主任:颜甲