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丁氏花爲花朵演化提供重要證據
2020-09-14 | 编辑: | 【

百余年來,達爾文的生物進化論深入人心,但是花朵是如何演化的卻一直是進化生物學家的難解之題。也因此花朵演化之謎被Science雜志列爲125個世界級科學難題之一。

植物學界很久以來有一個說法,認爲花是一個縱向壓縮的枝。這一說法得到很多植物學家的認可,也得到了不少現代植物學研究的支持,但是相關的化石證據卻一直缺席。不知道過去到底發生了什麽,使得人們心中難免將信將疑。

近日出版的英文學術期刊《古昆蟲學》(Palaeoentomology)发表了中国学者领导的中西国际研究团队合作完成的题为《中新世琥珀里的独特化石为花朵演化提供新的启示》的论文。来自新11选5、福建农林大学、西班牙比戈大学、抚顺琥珀研究所的五位学者在文中报道了中美洲多美尼加中新世(2000-1500萬年前)琥珀中的花朵化石----五數丁氏花Dinganthus pentamera。該化石之所以命名爲丁氏花是爲了紀念前北大校長、我國著名數學家丁石孫先生(1927-2019)。目前丁氏花的標本保存于撫順琥珀研究所。

丁氏花化石很小,只有3-4毫米大小,立體保存于多美尼加中新世地層中出産的琥珀中。良好的保存狀態和現代先進的微CT技術使得人們可以清晰地觀察到花朵的主要特征:連接到花軸上的苞片、花被片、雄蕊和雌蕊四輪器官。該花具有五枚邊緣相扣的花被片,十枚向內彎曲的雄蕊,中央是帶有彎曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一個很長的花絲,其頂上有一個包含四個藥室的花藥。這種花屬于我們大家比較常見的真雙子葉植物。

雖然此前報道過的靜子花已經把真雙子葉植物的曆史追溯到大約1億年前的白垩紀中期,但是這些花朵是如何演化而來的卻一直缺乏有意義的化石證據證實和支持。丁氏花和普通的真雙子葉植物的花的重要區別在于:在一般的花朵中花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊這四輪器官一般都緊密地在花軸的同一個部位----花托上;而丁氏花中花軸是伸長的,各輪器官之間的間距被拉開了,好像這些器官長在一個枝上似的。因此,雖然年代較新,但是丁氏花的這種獨特形態首次用化石證據向人們表明:幾百年來人們關于花的本質的猜想可能是合理的,即花是一個縱向壓縮的枝。

這個證據和結論不僅有利于確認人們關于花朵本質的解讀,而且有利于人們理解原來看似怪異的早期被子植物化石(如遼甯古果、雨含果)。

該研究得到中國科學院先导专项B类和国家自然科学基金的支持。

相關論文信息:Xue-Die Liu, José Bienvenido Diez, Yong Fan, Zhong-Jian LiuXin Wang, 2020A unique flower in Miocene amber sheds new light on the evolution of flowers, Palaeoentomology, 3:423-432. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.3.4.15.

丁氏花爲花朵演化提供重要證據

丁氏花与丁石孙先生. 左图是丁氏花在微CT中的图像,右图是前北京大学校长、著名数学家丁石孙先生

丁氏花的三維複原圖

丁氏花的三維複原圖






 
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