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中国科学家在辽西找到地球上最早的典型的花(图)

2015年03月20日13:56来源:辽宁日报

中国科学家在辽西找到地球上最早的典型的花(图)

左图:潘氏真花的模式标本;右图:潘氏真花的复原图。

核心提示

千寻万找始出来,千锤万凿始见真。中国科学家终于在辽西找到了地球上最早的典型的花。3月16日,国家兰科中心刘仲健教授和中科院南京地质古生物研究所王鑫研究员共同研究、于英国出版的《历史生物学——国际古生物学杂志》在线发表了题为“中国侏罗纪的完全花”的论文(该杂志刊发流程为学界专家盲审、过审后方予发表)。文中报道了在我国辽西发现的典型的花的化石——潘氏真花,这一发现打破了“被子植物不会早于白垩纪”的魔咒,促使人们不得不重新审视此前人们信以为真的植物学理论的合理性。

插队地质工程师的发现

上世纪70年代,辽宁煤田地质局的地质工程师潘广被从沈阳遣送到辽西的锦西县新台门公社 (现属葫芦岛市连山区)插队落户。此间他利用节假日和上街赶集之机,到处寻找化石,然后把化石标本提供给古生物学家研究。

他在新台门一带的湖相沉积地层中,发现了10多件蝾螈化石,有的交中科院科学家研究命名为钟健辽西螈。重要的是,他经过多年的苦心经营还在这一带发现了大量的植物化石。 2013年6月,他把几件在三角城村附近发现的植物化石,交给中科院南京地质古生物研究所王鑫研究员研究。

经过一年多的仔细研究和国外同行的评审,最终认定这是一件侏罗纪的典型的被子植物花朵的化石,将其命名为潘氏真花。

世界上最早的侏罗纪被子植物

此前报道的出产于中国和德国侏罗系的施氏果虽然也是被子植物,但是其中没有发现人们熟知的典型的被子植物花朵。在此以前最早的具有典型花结构的花朵化石是产自辽西1.25亿年前义县组的迪拉丽花。潘氏真花是首个具有真正意义上的花的侏罗纪的被子植物。

和此前报道过的早期被子植物不同,潘氏真花具有典型的被子植物花朵的所有组成部分,或者说潘氏真花的结构和现生花朵的结构难于区分,包括花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊。潘氏真花的花萼和花瓣在大小和形态上有显著不同,而且花瓣很可能是肉质的。潘氏真花的花药和典型的被子植物无法区分,都具有四个药室而且成熟时药室两两融合。潘氏真花的雌蕊包括非常显眼的花柱和单室半下位的子房。它的花柱很长,上面具有大量纤毛,这些纤毛很可能具有收集花粉的功能。子房包裹着多枚着生于子房壁仅有单层珠被的胚珠。虽然潘氏真花不大,只有12毫米见方,但是胚珠被包裹这一个特征足以确定了它的被子植物属性。

上述这些特征使得潘氏真花成为迄今为止世界上最早的无可争议的侏罗纪的被子植物花朵,所以属名定为真花。

大大延伸了花朵的历史

潘氏真花的侏罗纪时代打破了典型花朵的时代纪录,也为相关理论的发展提供了可靠的化石证据。潘氏真花1.62亿年的年龄大大地延伸了花朵的历史。

按照植物演化理论,早期的被子植物不应该有典型的完全花,其花萼和花瓣也不应该有明显的分化。如果这个理论是正确的话,那么潘氏真花在侏罗纪的出现意味着被子植物的历史应当更加悠久。这个结论与国际上最近报道的三叠纪中和被子植物无法区分的花粉不谋而合。

值得注意的是,潘氏真花和所有的植物演化理论所期望的原始被子植物都不相同。实际上,几乎没有哪个植物学理论曾经成功预言过某种早期被子植物的形态特征。这种理论和现实的脱节看起来似乎是对现有理论不利,但是对植物科学的下一步发展具有重要意义。很显然,植物学家现在面临两个选择,要么重起炉灶建立新的理论,要么对既有的理论进行调整,以便维持其合理性。潘氏真花的种名赠与潘广先生,以纪念他对中国古植物事业的热忱和贡献。

背景资料

被子植物

被子植物也叫开花植物,是指种子外有包被保护的一大类植物,如高粱、谷子、大豆、棉花等农作物和桃、李、梨、苹果等树木都是被子植物。

被子植物是当今世界上最繁盛和最庞大的植物类群,有300-400多个科,约25万种。被子植物的兴起被称为植物发展史上,甚至是地球生物圈发展史上最重要的飞跃。被子植物为人类的起源和发展提供了必不可少的条件和资源。我们生存的最重要的方面 “衣”和“食”主要来源于被子植物。可以说没有被子植物,人类的生存是不可想象的。但被子植物是什么时候起源的?是从哪里起源的?是起源于哪一种植物?对于人类来说仍然是未解之谜。

此前国际上主流的学派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白垩纪发生的事情。而被子植物化石突然出现在白垩纪,但却一直找不到它们的祖先类群而令人困惑不解。被达尔文称为“令人讨厌之谜”。

百余年来,全世界的古植物学家一直为解开这个“讨厌之谜”苦苦寻觅,希望找到更早的被子植物化石。虽然此前有不少关于侏罗纪被子植物的报道,但发现的化石都缺乏典型的、现生被子植物中常见到的花朵,因而未引起学术界的广泛重视。□张万连/本报记者/吴 镝/张 辉

编辑:张黎光