植物

古老的水生被子植物

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古老的水生被子植物

被子植物的起源是地球生命进化历史中的一件大事，随着早期被子植物化石不断被发现，我们有理由相信，早在侏罗纪被子植物就已经出现了。到早白垩世，被子植物的多样性已经开始发生辐射，并且与昆虫建立起了密切的关系。最近十几年间，早期被子植物化石的发现主要集中在我国辽西地区的热河生物群中。最近，来自法国、德国、西班牙和美国的研究者在根据产于西班牙两个产地的化石进行深入研究，确认了已经有一百多年历史的Montsechia Vida1ii为一种水生被子植物。M.vida1ii的化石产自1. 3亿-1.25亿年前的地层中，它们活着时生活在淡水环境中。从外观上看，这种植物类似现在的苔藓类植物，没有花瓣，而生理构造也和现在的花相差甚远。由于花朵生长在水下，没有可以吸引昆虫授粉的结构。而赖以繁殖的种子也像被子植物一样在花的最底部。研究者通过分析其形态、解剖，以及繁殖特征，认为它们与金鱼藻属亲缘关系很近，且与金鱼藻一样，在水下生长和繁殖。结合我国发现的大约同时期的水生被子植物古果，不禁让人推测，水生环境对一些早期被子植物支系的多样化扮演着重要角色。（www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1509241112）

花椒属的历史

花椒属（Zanthoxy1um）隶属于芸香科（Rutaceae），广泛分布于热带至亚热带地区，我国约有41种，其中西南地区36种，是该属的现代多样性中心。在西南地区，花椒属植物因其果实作为重要调料品而被广泛栽培，然而，对于该属在西南地区的存在历史却了解甚少。化石记录是揭示其历史存在的最直接证据。近期，研究者基于云南3个不同地质时期（晚中新世、晚上新世和早更新世）的花椒属种子化石，结合之前发现于云南芒旦早至中中新世花椒属种子化石，推测该属不晚于早至中中新世开始就在西南地区出现，并一直存在至今，这为分子生物学研究提供了重要参考。（Quaternary Internationa1 2015，http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2015.05. 020）

椿榆的演变和传播

植物化石是地质时期保存在地层中的植物整体或部分的实体或印痕。作为直接证据，植物化石在探讨植物起源，演化，以及植物与环境相互关系中起着不可替代的作用。椿榆属（Cedre1ospermum）是榆科的一个绝灭属，化石广泛见于北美始新统至渐新统以及欧洲始新统至中新统地层。近期，研究者在云南省马关县城郊发现了大量保存精美的椿榆属果实化石，标本产自晚中新统地层，时代为距今530万-1160万年前。这是该属化石在亚洲的首次发现。根据化石的形态大小、翅脉数目、主翅形态等特征，研究者将其定名为亚洲椿榆（C.asiaticum）。然后通过总结椿榆属的化石历史，比较椿榆属在亚洲、北美和欧洲的果实形态并结合地质背景，研究者提出一个假说，认为椿榆属在不晚于早始新世起源于北美，果实具单翅，随后经由北大西洋陆桥传播到了欧洲。随着北大西洋路桥在早始新世以后逐渐瓦解，椿榆属在北美和欧洲之间形成了隔离。早始新世以后，果实具双翅的椿榆属类群在北美演化并经由白令陆桥传播到了亚洲。此外，化石记录表明，该属在始新世-渐新世界线全球变冷时期，经历了大幅度的向南退却；并最终在渐新世以后在北美消失，在中新世以后在亚洲和欧洲消失。椿榆属在亚洲的灭绝可能与晚中新世以后东亚季风气候的不断增强有关。（Journa1 of P1ant Research 2015，DOI 10.1007/s10265-015-0739-2）

维管植物叶片形态演化

维管植物包括广义上的蕨类和种子植物两大分枝。它们从古生代开始逐渐占领陆地，从微小的无叶草本演化出丰富多彩的形态构型，出现了高达几十米的乔木。叶片作为植物与外部环境的媒介，对植物生理、发育以及陆地生态系统等起着至关重要的作用。近期，研究者利用华南地区完善、连续的古生代维管植物的化石记录，选择95种单叶、218种复叶，并分别以96个、103个性状特征对其进行编码，建立了多维形态学数据集，并最终分析了叶片形态变异度与植物属种丰富度之间的动态关系。研究表明，在维管植物演化的第一阶段（泥盆纪至石炭纪早期），植物进军至低竞争强度的陆地环境，单叶的变异度初步增加，复叶的变异度在石炭纪达到峰值，其间植物的维管系统、生殖结构急剧分化，灌木、藤本、草本、乔木等各种构型出现。在维管植物演化的第二阶段（石炭纪晚期至二