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植物化石能為人們認識植物起源和演化提供直接證據

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-06瀏覽次數:907

在大約2.52億年前的二疊紀 - 三疊紀時期,地質歷史上發生了最嚴重的全球生物群滅絕,在短時間內造成95%以上的海洋生物和75%的陸地物種滅絕。

但有跡象表明植物可能有更好的反應。 2018年12月21日發表在《科學》雜志上的一項研究指出,一些在惡劣環境中生存并耐受季節性干旱的植物群體已做好充分準備,能夠在環境災難中幸存下來。

“滅絕的幸存者”

在二疊紀時期,以大羽毛和舌頭為主的種子蕨類植物迅速發育。真正的蕨類植物和種子蕨類植物形成了大面積的沿海和內陸沼澤森林。然而,自“滅絕”以來,真正的蕨類植物已經大量消亡,它們的尸體被埋在地下形成煤層。

誰能想到這種植物的“木炭特性”,并且有些植物可以在死亡中存活下來。

“我們相信這是因為他們已經學會了如何應對壓力和干擾,”該論文的作者,德國明斯特大學古代植物學家Benjamon Bomfleur說。

根據這項研究,Bomfleur和他的同事們使用錘子和鎬在約旦死海東海岸的裸露巖石中挖掘出一小塊不尋常的植物化石。植物葉表皮蠟的覆蓋物(或角質層)被精心保存,使研究團隊能夠根據關鍵的表皮特征識別這些植物。

這次收集的化石是今天發現的現代針葉化石最古老的記錄。該發現還包括稱為分叉的種子蕨類殘骸,這可能有助于解決關于該群體進化歷史的爭論。

長期以來,人們認為分岔在滅絕后的中生代時期幸存下來并分布在南半球的南部。但是在2006年,研究人員在約旦死海附近發現了一種分岔化石,這種化石在滅絕之前,這表明這種古老的種子植物起源于二疊紀滅絕事件結束之前并且是幸存的。

當時,一些科學家質疑研究結果,因為化石不包含生殖器官的標本,人們普遍認為生殖器官對植物的鑒定至關重要。最新標本含有花粉器官,基本證實了2006年的發現。

揭示植物進化的奧秘

這一發現如此重要的原因之一是化石是在南緯約15°的古緯度赤道地區產生的。氣候炎熱潮濕,具有明顯的旱季特征。

加州大學伯克利分校的古代植物學家Cindy Looy認為,很少有化石來自這種環境,這對古植物學家了解植物進化和幾種主要植物譜系的起源具有深遠的意義。研究人員使用這些化石來校準植物的進化模型,因此最新發現可能會影響不同物種分化時間的估計。

這一發現也引起了中國古代植物學家的興趣。中國科學院地質古生物研究所Shi Gangle告訴《中國科學報》,“在約旦發現的一些晚二疊世針葉化石具有典型的樟子松的宏觀形態和氣孔微觀結構,這可能代表最早的樟子松和現有針葉冠的化石記錄,在此之前,最早的羅漢松化石是在大約2.45億年前的中三疊世地層中發現的。“

他還說,這一發現中另外兩個最有趣的群體是Bensu硫化物和頭盔種子,它們是現在已經滅絕的兩種主要種子植物。由于特殊的生殖器官結構,它被認為與不同進化理論下被子植物的起源有關,甚至可能代表被子植物的祖先群體。

見證地理歷史的變化

長期以來,中國科學家一直致力于研究二疊紀末滅絕事件對陸地植物的影響。

2016年,中國科學院的研究小組沉樹忠發現,赤道地區的陸生植物在二疊紀末期已經滅絕,這是根據華南地區(云南西部)的材料。這一時期以大羽毛蕨類植物為代表的中國植物群遭受重創,消失,植物多樣性大大減少。這種滅絕幾乎與海洋動物同時發生。

“植物化石是研究二疊紀末滅絕事件對陸地植物影響最直接的材料。”中國科學院地質古生物研究所萬明利說:“在滅絕前探索植物化石事件和探索它的空間和時間分布首先揭示哪些植物深受滅絕事件的影響,并在這些災難事件中消亡。其次,可以檢查哪些植物已成功通過滅絕事件并幸存至三疊紀。幫助人們發現植物的生態策略,以應對災難性事件。“

植物化石不僅為人們了解植物的起源和演化提供了直接的證據,也是在地質歷史中恢復古氣候,古生態和古地理的優良載體。通過研究地質事件前后植物和植被的演變,無疑將為當前全球變暖趨勢下森林和陸地生態系統的發展提供有益的參考。

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