1500萬年前琥珀中的“丁氏花”或解開花類演化之謎

1500萬年前琥珀中的“丁氏花”或解開花類演化之謎
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新華日?qǐng)?bào)交匯點(diǎn)(記者 張宣 通訊員 盛捷):百余年來,達(dá)爾文的前琥生物進(jìn)化論深入人心,但是珀中西安新城(外圍)中高端外圍上門服務(wù)vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)花朵是如何演化的卻一直是進(jìn)化生物學(xué)家的難解之題。也因此花朵演化之謎被Science雜志列為125個(gè)世界級(jí)科學(xué)難題之一。解開
植物學(xué)界很久以來有一個(gè)說法,花類認(rèn)為花是演化一個(gè)縱向壓縮的枝。這一說法得到很多植物學(xué)家的丁氏花認(rèn)可,也得到了不少現(xiàn)代植物學(xué)研究的前琥支持,但是珀中相關(guān)的化石證據(jù)卻一直缺席。
近日,解開來自中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、花類福建農(nóng)林大學(xué)、演化西班牙比戈大學(xué)、丁氏花撫順琥珀研究所的前琥五位中外學(xué)者發(fā)現(xiàn)并報(bào)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(shù)丁氏花Dinganthus pentamera。
該化石之所以命名為“丁氏花”,珀中是為了紀(jì)念前北大校長(zhǎng)、我國(guó)著名數(shù)學(xué)家丁石孫先生(1927-2019)。目前丁氏花的標(biāo)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產(chǎn)的琥珀中。
良好的保存狀態(tài)和現(xiàn)代先進(jìn)的微CT技術(shù)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(nèi)彎曲的雄蕊,中央是帶有彎曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一個(gè)很長(zhǎng)的花絲,其頂上有一個(gè)包含四個(gè)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(bào)道過的靜子花已經(jīng)把真雙子葉植物的歷史追溯到大約1億年前的白堊紀(jì)中期,但是西安新城(外圍)中高端外圍上門服務(wù)vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)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(jù)證實(shí)和支持。
丁氏花和普通的真雙子葉植物的花的重要區(qū)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“擠”在花軸的同一個(gè)部位----花托上;而丁氏花中花軸是伸長(zhǎng)的,各輪器官之間的間距被拉開了,好像這些器官長(zhǎng)在一個(gè)枝上似的。
因此,雖然年代較新,但是丁氏花的這種獨(dú)特形態(tài)首次用化石證據(jù)向人們表明:幾百年來人們關(guān)于花的本質(zhì)的猜想,可能是合理的,即花是一個(gè)縱向壓縮的枝。
這個(gè)證據(jù)和結(jié)論,不僅有利于確認(rèn)人們關(guān)于花朵本質(zhì)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(如朝陽(yáng)序、古果、雨含果),即:它是演化中一步。
本文已發(fā)表于英文學(xué)術(shù)期刊《古昆蟲學(xué)》(Palaeoentomology)。該研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃(B)和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
相關(guān)報(bào)道:古生物學(xué)家在約1500萬年前的琥珀化石中發(fā)現(xiàn)一種奇特的花
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新華社(記者 王玨玢):記者30日從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉,中國(guó)、西班牙古生物學(xué)者近日在約1500萬年前的琥珀化石中發(fā)現(xiàn)一種奇特的花。與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點(diǎn)上生長(zhǎng)出來不同,這種遠(yuǎn)古花朵似乎經(jīng)過了“縱向拉伸”,花朵中的各個(gè)器官,上下依次生長(zhǎng)在一個(gè)花枝上。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的中科院南古所研究員王鑫介紹,此次研究涉及的琥珀化石產(chǎn)自北美洲多米尼加,距今約有1500萬年歷史。科研團(tuán)隊(duì)在其中發(fā)現(xiàn)了一朵長(zhǎng)約3毫米的小花,小花的各組成部分清晰可見,屬于典型的真雙子葉植物。研究者們將之命名為“丁氏花”,以紀(jì)念我國(guó)著名數(shù)學(xué)家丁石孫先生。
尤為獨(dú)特的是,一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊都緊密地“擠”在花軸的同一個(gè)部位——花托上,但丁氏花的花軸卻是伸長(zhǎng)的:各組成部分上下依次排列,之間的間距被拉開了,仿佛經(jīng)過了“縱向拉伸”,長(zhǎng)在一個(gè)枝上似的。
“長(zhǎng)久以來,人們一直想搞清楚花是怎么來的。丁氏花的發(fā)現(xiàn)給我們提供了一條非常重要的線索,它的形態(tài)說明,花很可能就是縱向壓縮的枝。不久的將來,我們也許能徹底解開花的演化之謎。”王鑫說。
相關(guān)研究成果已于近日發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《古昆蟲學(xué)》(Palaeoentomology)上。該研究由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、西班牙比戈大學(xué)、撫順琥珀研究所的學(xué)者共同完成。存有丁氏花標(biāo)本的琥珀化石現(xiàn)存于撫順琥珀研究所。
相關(guān)報(bào)道:丁氏花為花朵演化提供重要證據(jù)
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所:百余年來,達(dá)爾文的生物進(jìn)化論深入人心,但是花朵是如何演化的卻一直是進(jìn)化生物學(xué)家的難解之題。也因此花朵演化之謎被Science雜志列為125個(gè)世界級(jí)科學(xué)難題之一。
植物學(xué)界很久以來有一個(gè)說法,認(rèn)為花是一個(gè)縱向壓縮的枝。這一說法得到很多植物學(xué)家的認(rèn)可,也得到了不少現(xiàn)代植物學(xué)研究的支持,但是相關(guān)的化石證據(jù)卻一直缺席。不知道過去到底發(fā)生了什么,使得人們心中難免將信將疑。
近日出版的英文學(xué)術(shù)期刊《古昆蟲學(xué)》(Palaeoentomology)發(fā)表了中國(guó)學(xué)者領(lǐng)導(dǎo)的中西國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)合作完成的題為《中新世琥珀里的獨(dú)特化石為花朵演化提供新的啟示》的論文。來自中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、西班牙比戈大學(xué)、撫順琥珀研究所的五位學(xué)者在文中報(bào)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(shù)丁氏花Dinganthus pentamera。該化石之所以命名為丁氏花是為了紀(jì)念前北大校長(zhǎng)、我國(guó)著名數(shù)學(xué)家丁石孫先生(1927-2019)。目前丁氏花的標(biāo)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產(chǎn)的琥珀中。良好的保存狀態(tài)和現(xiàn)代先進(jìn)的微CT技術(shù)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(nèi)彎曲的雄蕊,中央是帶有彎曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一個(gè)很長(zhǎng)的花絲,其頂上有一個(gè)包含四個(gè)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(bào)道過的靜子花已經(jīng)把真雙子葉植物的歷史追溯到大約1億年前的白堊紀(jì)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(jù)證實(shí)和支持。丁氏花和普通的真雙子葉植物的花的重要區(qū)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“擠”在花軸的同一個(gè)部位----花托上;而丁氏花中花軸是伸長(zhǎng)的,各輪器官之間的間距被拉開了,好像這些器官長(zhǎng)在一個(gè)枝上似的。因此,雖然年代較新,但是丁氏花的這種獨(dú)特形態(tài)首次用化石證據(jù)向人們表明:幾百年來人們關(guān)于花的本質(zhì)的猜想可能是合理的,即花是一個(gè)縱向壓縮的枝。
這個(gè)證據(jù)和結(jié)論不僅有利于確認(rèn)人們關(guān)于花朵本質(zhì)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(如遼寧古果、雨含果)。
該研究得到中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)B類和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
相關(guān)論文信息:Xue-Die Liu, José Bienvenido Diez, Yong Fan, Zhong-Jian Liu,Xin Wang, 2020,A 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.
相關(guān)報(bào)道:一朵1500萬年前中新世琥珀里的的花 能讓我們接近花朵演化的真相嗎
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)科技日?qǐng)?bào)(張曄):雍容華貴的牡丹、冰肌玉骨的水仙、出污泥而不染的荷花……千百年來,人們用詩(shī)詞、歌曲、繪畫、影像作品贊美花朵的芬芳美麗、賦予它們深刻的寓意。
但是,植物學(xué)家卻在思考:這些美麗的花朵從何而來,又是如何演化的?
百余年來,達(dá)爾文的生物進(jìn)化論深入人心,但花朵的演化史卻是植物學(xué)家的難解之題,花朵演化之謎甚至被《科學(xué)》雜志列為125個(gè)世界級(jí)科學(xué)難題之一。
植物學(xué)界猜測(cè)認(rèn)為,花是一個(gè)縱向壓縮的枝。這得到很多植物學(xué)家的認(rèn)可,也得到現(xiàn)代植物學(xué)研究的支持,相關(guān)化石證據(jù)卻一直缺席。
記者10月10日從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉,該所王鑫研究員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作完成的論文《中新世琥珀里的獨(dú)特化石為花朵演化提供新的啟示》于近日發(fā)表在《古昆蟲學(xué)》上。他們?cè)谝粔K1500萬年前的多美尼加琥珀中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的花朵化石——五數(shù)丁氏花。化石清晰地呈現(xiàn)出該花是一個(gè)縱向壓縮的枝,為花朵演化提供了重要證據(jù)。
花朵其實(shí)是被子植物的生殖器官
花朵之所以具有觀賞價(jià)值,主要由于婀娜多姿、顏色艷麗的花瓣。花瓣也成為區(qū)分不同花朵的顯著特征之一。
但是在植物學(xué)家眼里,花朵只不過是一個(gè)用來繁殖下一代的器官,因此他們更加關(guān)注產(chǎn)生生殖細(xì)胞的雄蕊與雌蕊,這對(duì)于花的繁殖演化具有重要作用。
“典型的花,一般由花柄和著生其上的花萼、花瓣、花蕊組成,花蕊又分為雄蕊與雌蕊。”王鑫告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
對(duì)植物學(xué)稍有了解的人還會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象,部分花朵沒有花瓣,比如金粟蘭。倘若林黛玉樹下葬花,遇到的是這樣的花朵該如何是好呢?
翻開植物演化教材我們會(huì)發(fā)現(xiàn),與地球45億年歷史、最早植物苔蘚數(shù)億年歷史相比,花朵出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng),只有約一兩億年。
“現(xiàn)在人們通稱的花朵,實(shí)際上是被子植物的生殖器官。在被子植物出現(xiàn)之前,用孢子繁殖的苔蘚和蕨類植物已在地球上生長(zhǎng)了幾億年。”王鑫介紹說。
被子植物,即開花植物,堪稱植物世界的王者。它是當(dāng)今植物界中進(jìn)化程度最高、種類最多、分布最廣、適應(yīng)性最強(qiáng)的類群。現(xiàn)知全世界被子植物共有30多萬種,占植物界總數(shù)的絕大多數(shù)。
從現(xiàn)代基因?qū)W角度來看,花朵的發(fā)育本質(zhì)上受到幾個(gè)基因的控制,大致分為控制花萼、花瓣和花蕊的3類基因,科學(xué)家依照遺傳學(xué)提出了花發(fā)育的ABC模型。不同的基因表達(dá),決定了不同類群植物的花的大致結(jié)構(gòu),最終發(fā)育成我們所看到的花花世界。
神秘琥珀化石證實(shí)科學(xué)猜想
2002年5月,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所孫革研究員團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志刊發(fā)論文稱,他們發(fā)現(xiàn)了一種距今約1.25億年前的開花植物化石,并命名為中華古果。
在人們的眼里,古果更像是草本植物,因?yàn)樗m具有花的繁殖器官,卻沒有色彩奪目的花瓣。與現(xiàn)代花朵不同的是,它的果實(shí)、雄蕊分布在一個(gè)長(zhǎng)軸上,看起來像一棵水草。
王鑫告訴記者:“植物學(xué)界很久以來有一個(gè)說法,認(rèn)為花是一個(gè)縱向壓縮的枝,但是卻一直找不到相關(guān)的化石證據(jù)。僅有一個(gè)古果,還不能描述完整的花朵演化史,所以難免有人對(duì)之前的猜測(cè)將信將疑。”
但是,在中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、西班牙比戈大學(xué)、遼寧撫順琥珀研究所的5位學(xué)者共同努力下,他們?cè)诩s1500萬年前的琥珀化石中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的花。
王鑫將其命名為丁氏花。丁氏花化石很小,只有3—4毫米,鑲嵌在一塊中美洲多美尼加中新世地層中出產(chǎn)的琥珀里。
由于琥珀良好的保存狀態(tài),利用現(xiàn)代先進(jìn)的微CT技術(shù),研究人員可以清晰地觀察到丁氏花的主要特征:連接到花軸上的苞片、花被片、雄蕊和雌蕊4輪器官。
令他們驚訝的是,與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點(diǎn)上生長(zhǎng)出來不同,這種遠(yuǎn)古花朵似乎經(jīng)過了“縱向拉伸”,花朵中的各個(gè)器官,上下依次生長(zhǎng)在一個(gè)花枝上。
從王鑫提供的復(fù)原圖來看,該花具有5枚邊緣相扣的花被片,10枚向內(nèi)彎曲的雄蕊,中央是帶有彎曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一根很長(zhǎng)的花絲,其頂上有一個(gè)包含4個(gè)藥室的花藥。
丁氏花屬于大家比較常見的真雙子葉植物。2018年,王鑫帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的靜子花,已經(jīng)把真雙子葉植物的歷史追溯到大約1億年前的白堊紀(jì)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(jù)證實(shí)和支持。
“雖然丁氏花年代較新,但是它的獨(dú)特形態(tài)首次表明,幾百年來人們關(guān)于花的本質(zhì)的猜想,可能是合理的,即花是一個(gè)縱向壓縮的枝。”王鑫說道。
延伸閱讀
丁氏花的命名是為致敬丁石孫先生
王鑫介紹,該化石之所以命名為丁氏花,是為了紀(jì)念前北京大學(xué)校長(zhǎng)、我國(guó)著名數(shù)學(xué)家丁石孫先生。
“我們用丁氏花命名這個(gè)來自遠(yuǎn)古的化石花朵,以此致敬和告慰永遠(yuǎn)的丁石孫校長(zhǎng),感謝他用民主科學(xué)的學(xué)術(shù)氛圍和堅(jiān)定執(zhí)著的人生追求,幫助我們解開了世界級(jí)的科學(xué)謎題。”王鑫說道。
目前,這塊解開百年科學(xué)猜想的化石保存于撫順琥珀研究所。作為一家民辦機(jī)構(gòu),撫順琥珀研究所能夠獲得丁氏花琥珀化石也是可遇不可求。
2011年春天,深圳同行帶著一位多米尼加的琥珀經(jīng)銷商來到撫順琥珀研究所,計(jì)劃銷售一批琥珀標(biāo)本給研究所做科學(xué)研究用。
計(jì)劃中的琥珀標(biāo)本并未讓撫順琥珀研究所所長(zhǎng)范勇眼前一亮,但他卻在其他客戶預(yù)定的琥珀化石中發(fā)現(xiàn)一批非常稀有的花朵標(biāo)本。范勇敏感地意識(shí)到這批標(biāo)本具有重要的科學(xué)價(jià)值,想留下來開展研究。但是被多米尼加經(jīng)銷商一口回絕。經(jīng)過一路追蹤,范勇花了一周時(shí)間與深圳的客戶商談,最終獲得了其中幾個(gè)花朵標(biāo)本。
2013年,王鑫來到撫順琥珀研究所,在眾多的琥珀標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了這件奇特的花朵標(biāo)本,經(jīng)范勇同意帶回南京研究。經(jīng)過多年的探索和實(shí)驗(yàn),王鑫和他的團(tuán)隊(duì)最終破解了花朵演化之謎,于2020年推出了古生物學(xué)的重大研究成果。
“長(zhǎng)久以來,人們一直想搞清楚花是怎么來的。丁氏花的發(fā)現(xiàn)給我們提供了一條非常重要的線索,這個(gè)證據(jù)和結(jié)論不僅有利于確認(rèn)人們關(guān)于花朵本質(zhì)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(如遼寧古果、雨含果)。不久的將來,我們也許能徹底解開花的演化之謎。”王鑫告訴記者。
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