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【央广网】中科院团队新发现!五亿多年前化石“麒麟虾”揭开节肢动物起源之谜
央广网北京11月5日消息(记者孙莹)北京时间2020年11月5日凌晨零时,英国《自然》(《Nature》)杂志报道了由中国科学院南京地质古生物研究所发现的一种5亿多年前,形似虾一样的动物化石——“章氏麒麟虾”。这是我国云南“澄江动物群”中又一项新的重大科学发现,为生物进化论增添了实证。
此次发现的“章氏麒麟虾”,身体兼具5亿多年前海洋巨型捕食动物“奇虾”和节肢动物的多种特征,被誉为寒武纪的“麒麟”,命名为“章氏麒麟虾”,它是打开节肢动物起源之谜的过渡型物种。中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖介绍:“节肢动物非常常见,比如我们身边的蜈蚣、蝎子、甲虫、蚂蚁、螃蟹、蜘蛛、苍蝇、蚊子、小龙虾,这些都是节肢动物,它有什么样具体特征?首先它是有一个表皮的硬化,叫外骨骼,然后它的身体都是分节的,肢也是分节的,不仅是触角,还有前附肢,特别重要的是身体有分节的步足。”
地球上的生命经历了约40亿年的漫长演化历史,直到5亿多年前的寒武纪时代,复杂多样的生命才在地球上突然出现。这一里程碑式的重大生命演化事件,被称为“寒武纪大爆发”。从达尔文开始,“寒武纪大爆发”一直是困扰科学界的重大科学谜题。达尔文在他的《物种起源》里就特别提到,复杂动物在寒武纪突然出现是对进化论的巨大挑战。
1984年,由中国科学院南京地质古生物研究所科学家在云南发现的“澄江动物群”更加凸显了“寒武纪大爆发”的突发性,将“达尔文的困惑”推向顶点。因为澄江动物群中化石发现表明,包括脊椎动物在内,几乎所有现代动物门类在5.2亿年前都已经出现了(图一)。依据达尔文进化论,想要破解寒武纪大爆发之谜,科学家就需要找到动物门类起源的过渡型祖先化石。
(图1 澄江动物群生态复原,杨定华绘图)
澄江动物群中,多样性最高的是节肢动物。黄迪颖介绍:“从这些节肢动物的祖先类型到真节肢动物之间它们是怎么演化的?我们无从知晓,因为缺乏一种桥梁,所以我们今天发现的‘麒麟虾’就是奇虾和真节肢动物之间的一个过渡类型。”
节肢动物是怎么演化而来的?它们的祖先又长什么样?这是生物进化的一大难题,一百多年来困扰着一代又一代的科学家。中国科学院南京地质古生物研究所研究员、寒武纪大爆发研究组负责人朱茂炎说:“因为节肢动物是我们这个地球上目前多样性最高的生命,也是最成功的生命,一个东西从哪里来,一定要找到一系列的过渡的这种进化类型,我们今天发现这个‘麒麟虾’实际上就是填补了空白。”
(图2 麒麟虾化石曾晗供图)
此次发现的“麒麟虾”长什么样?研究团队对“麒麟虾”化石进行了精细的比较解剖学研究,得以恢复5亿多年前“麒麟虾”的形态,是一种罕见的嵌合动物。中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员、论文第一作者曾晗介绍:“‘麒麟虾’的身体有20多节,它每一节都分别具有一对游泳的桨状的附肢,以及一对步行用的腿肢,它的头像一个头盔一样,头部最前方有5只眼睛,说明它应该有很敏锐的视觉,从头部的下方伸出一对像爪子一样长满了小刺的附肢,所以它应该还是一个捕食者。而且它这么多游泳的腿肢,说明它游得很快。它整合的真节肢动物的身体,附肢和头壳,以及其他的捕食性附肢,还有寒武纪怪物奥巴宾海蝎的5只眼睛。”
研究团队以多年积累的研究数据为基础,结合“麒麟虾”独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明,“麒麟虾”的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部(图四)。
(图3 麒麟虾复原图孙捷绘图)
(图4 麒麟虾揭示的节肢动物起源和早期演化新模式,曾晗制图)
曾晗说:“在我们投稿过程中,国际同行给予了非常正面的评价,他们说道:‘这一完美而出人意料的过渡型动物,填补的节肢动物演化史的一个知识空白’。‘它架起了节肢动物演化的重要过渡环节,涵盖了节肢动物几个关键造型、革新的起源’,同时还‘解决早期节肢动物头部前附肢同源性的争议问题’。”
“麒麟虾”代表了达尔文进化论预言的重要过渡化石,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节,给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。多年来,锲而不舍寻找到多块化石的中国科学院南京地质古生物研究所研究员、澄江古生物研究站站长赵方臣说:“因为我们只有把进化论讲好,我们才会真正地去讲科学。因为你有了进化的思想,你才会关心周边的事物变化,会不断去分析我们周边的所有事物、动物、植物,万物联系,所以为什么我们搞古生物学,这也是我们一个最大的科普目的和目标。”
中国科学院南京地质古生物研究所所长詹仁斌表示,对我国云南“澄江动物群”的研究将不断深入。詹仁斌说:“我们国家有这方面的优势,院党组也特别重视这块工作,我们也有这样的力量,可以预期,我们不断会有新的突破。”
2020-11-05
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【环球网】解开节肢动物起源之谜,我科学家发现“麒麟虾”化石
2020年11月5日 来源:环球网
节肢动物怎样演化而来?它们的祖先又长什么样?这一生物进化的百年谜题或被中国科学家解开。近日,中科院南京地质古生物研究所科研团队在全球首次发现了一种5亿多年前的虾形化石,其长相奇异,有五只眼睛,身体嵌合了多种动物的形态特征。该过渡型物种被命名为“章氏麒麟虾”,是我国云南澄江动物群又一重大科学发现,为解答 “节肢动物起源之谜”提供了重要的化石证据,为生物进化论增添了实证。11月5日,《自然》杂志发表了这一研究成果。
从寒武纪大爆发开始,节肢动物便是地球上最成功的动物之一。像大众熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛等都属于节肢动物,它占据了当今动物界大约80%的物种多样性。但节肢动物起源一直成谜,其演化过程中存在关键的缺失环节,如节肢动物的原始祖先奇虾和真节肢动物形态差异巨大,两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。
由朱茂炎研究员牵头的寒武纪大爆发研究组发现的麒麟虾,填补了这一重要演化的空白。麒麟虾身体具有明显的真节肢动物的多种特征,例如硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢。但是,它的头部却又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造,包括寒武纪怪物“奥帕宾海蝎”特有的五只眼睛,以及寒武纪巨型顶级捕食动物奇虾的掠食性附肢。所以,麒麟虾组合了真节肢动物和节肢动物祖先类型的身体特征,是一种罕见的“四不像”嵌合动物。
研究团队对麒麟虾化石进行了精细的比较解剖学研究。以多年积累的研究数据为基础,结合麒麟虾独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明,麒麟虾的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部。
像始祖鸟一样,麒麟虾代表了达尔文进化论预言的重要过渡型物种,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,论文审稿专家认为,“这一完美而出人意料的过渡型动物,填补了节肢动物演化史一个知识空白” 。
2020-11-05
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【中国网】解开节肢动物起源之谜 中国科学家发现“麒麟虾”化石
2020年11月5日 来源:中国网-新闻中心
解开节肢动物起源之谜,我科学家发现“麒麟虾”化石
节肢动物怎样演化而来?它们的祖先又长什么样?这一生物进化的百年谜题或被中国科学家解开。近日,中科院南京地质古生物研究所科研团队在全球首次发现了一种5亿多年前的虾形化石,其长相奇异,有五只眼睛,身体嵌合了多种动物的形态特征。该过渡型物种被命名为“章氏麒麟虾”,是我国云南澄江动物群又一重大科学发现,为解答 “节肢动物起源之谜”提供了重要的化石证据,为生物进化论增添了实证。11月5日,《自然》杂志发表了这一研究成果。
从寒武纪大爆发开始,节肢动物便是地球上最成功的动物之一。像大众熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛等都属于节肢动物,它占据了当今动物界大约80%的物种多样性。但节肢动物起源一直成谜,其演化过程中存在关键的缺失环节,如节肢动物的原始祖先奇虾和真节肢动物形态差异巨大,两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。
由朱茂炎研究员牵头的寒武纪大爆发研究组发现的麒麟虾,填补了这一重要演化的空白。麒麟虾身体具有明显的真节肢动物的多种特征,例如硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢。但是,它的头部却又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造,包括寒武纪怪物“奥帕宾海蝎”特有的五只眼睛,以及寒武纪巨型顶级捕食动物奇虾的掠食性附肢。所以,麒麟虾组合了真节肢动物和节肢动物祖先类型的身体特征,是一种罕见的“四不像”嵌合动物。
研究团队对麒麟虾化石进行了精细的比较解剖学研究。以多年积累的研究数据为基础,结合麒麟虾独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明,麒麟虾的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部。
像始祖鸟一样,麒麟虾代表了达尔文进化论预言的重要过渡型物种,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,论文审稿专家认为,“这一完美而出人意料的过渡型动物,填补了节肢动物演化史一个知识空白” 。
2020-11-05
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【中国青年报】长五只眼的“虾”?中国科学家发现5亿年前的麒麟虾化石
中国青年报客户端北京11月5日电(中青报中青网记者 邱晨辉)见过长五只眼睛的“虾”吗?中国科学院南京地质古生物研究所科学家最新发现一种5亿多年前长相奇异的化石,化石上的“虾”就长有五只眼睛,其身体还兼具巨型捕食动物奇虾和节肢动物的多种特征,被誉为寒武纪的“麒麟”,命名为“章氏麒麟虾”,它是打开节肢动物起源之谜的过渡型物种。
11月5日,国际学术期刊《自然》杂志刊发这一重要科学发现。这是我国云南“澄江动物群”中又一最新发现,给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。
(麒麟虾复原图,黄迪颖供图)
(麒麟虾化石,曾晗供图)
在地球这个充满生机的星球上,生命经历了约40亿年的漫长历史。然而,直到5亿多年前的寒武纪时代,复杂多样的生命才在地球上突然出现。这一里程碑式的重大生命演化事件,被称为“寒武纪大爆发”。从达尔文开始,“寒武纪大爆发”一直是困扰科学界的重大科学谜题。达尔文在他的《物种起源》里就特别提到,复杂动物在寒武纪突然出现是对进化论的巨大挑战。
1984年,由中国科学院南京地质古生物研究所科学家在云南发现的“澄江动物群”更加凸显了“寒武纪大爆发”的突发性,将“达尔文的困惑”推向顶峰。因为澄江动物群中化石发现表明,包括脊椎动物在内,几乎所有现代动物门类在5.2亿年前都已经出现了。依据达尔文进化论,想要破解寒武纪大爆发之谜,科学家就需要找到动物门类起源的过渡型祖先化石。
(澄江动物群生态复原,杨定华绘图)
据论文通讯作者、中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖介绍,澄江动物群中,多样性最高的是节肢动物。从寒武纪大爆发开始,节肢动物便是地球上最成功的动物之一。人们熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛就是节肢动物,它们都具有分节的身体和附肢。当今地球个体数量最多的动物就是节肢动物,它们占据了动物界中大约80%的物种多样性,在海、陆、空各种环境下都有它们的身影。
然而,节肢动物是怎么演化而来的,它们的祖先又长什么样?这是生物进化的一大难题,一百多年来困扰着一代又一代的科学家。
(麒麟虾揭示的节肢动物起源和早期演化新模式,曾晗制图)
近日,中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领导的寒武纪大爆发研究组,在澄江动物群中找到了解答“节肢动物起源之谜”的关键化石——“章氏麒麟虾”。
论文另一位通讯作者、中国科学院南京地质古生物研究所研究员赵方臣说,澄江动物群中,奇虾是体长可达两米的顶级捕食动物,被认为是节肢动物的祖先类型。但是,奇虾和真节肢动物形态差异巨大,两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。这一鸿沟成为探索“节肢动物起源之谜”的关键缺失环节。
此次发现的“章氏麒麟虾”,身体具有明显的真节肢动物特征,例如硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢。但是,它的头部却又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造,包括寒武纪怪物——奥帕宾海蝎特有的五只眼睛,以及寒武纪巨型顶级捕食动物——奇虾的掠食性附肢。研究人员认为,“章氏麒麟虾”组合了真节肢动物和节肢动物祖先类型的身体特征,是一种罕见的嵌合动物。
据论文第一作者、中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员曾晗介绍,研究团队采用多种技术手段,对“章氏麒麟虾”化石进行了精细的比较解剖学研究。以多年积累的研究数据为基础,结合“章氏麒麟虾”独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。通过谱系发生重建,计算反演出早期节肢动物演化关系和附肢形态转变的新模型。结果表明,“章氏麒麟虾”的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部。
来自中国科学院南京地质古生物研究所的消息称,“章氏麒麟虾”代表了达尔文进化论预言的重要过渡型物种,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节。
来源:中国青年报客户端
2020-11-05
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【新华网】中国学者发现5亿多年前“四不像”动物
新华社南京11月5日电(记者王珏玢)长着虾的身体、有5只眼睛、挥着粗壮的钳子……这样的“四不像”,竟然是大多数现代动物的祖先?学术刊物《自然》5日发表由中国学者最新发现的一种远古动物——章氏麒麟虾。这种5亿多年前的远古动物集合了多种动物的形态特征,就像一座桥梁,填补了物种演化间的关键环节。
此次发现的章氏麒麟虾化石,发现于我国云南澄江动物群中,有5.2亿年历史。它与中国古代神话中的麒麟类似,集合了多种不同动物的形态特点。麒麟虾的身体分节、有坚硬的壳,和现在的虾相似。它的头部有5只眼睛,这是当时海洋中另一种动物——奥帕宾海蝎的典型特征。麒麟虾还有粗而短的前肢,靠抱握和夹持捕猎,这又与寒武纪另一种明星动物——奇虾相似。
研究团队还运用多种技术手段,对麒麟虾化石进行了精细的演化分析。结果显示,麒麟虾的演化位置,正好是奇虾等生物进化成真正节肢动物的一种过渡类群。它的出现,填补了节肢动物起源中缺失的关键环节。
“麒麟虾就好比演化中的桥梁。通过它们,人类能清楚地看到动物的远古祖先,如何一步步从进化的长河中走来。”参与此项研究的中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎说。
2020-11-05
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【科技日报】解开节肢动物起源之谜,我科学家发现“麒麟虾”化石
2020年11月5日 来源:科技日报
节肢动物怎样演化而来?它们的祖先又长什么样?这一生物进化的百年谜题或被中国科学家解开。近日,中科院南京地质古生物研究所科研团队在全球首次发现了一种5亿多年前的虾形化石,其长相奇异,有五只眼睛,身体嵌合了多种动物的形态特征。该过渡型物种被命名为“章氏麒麟虾”,是我国云南澄江动物群又一重大科学发现,为解答 “节肢动物起源之谜”提供了重要的化石证据,为生物进化论增添了实证。11月5日,《自然》杂志发表了这一研究成果。
从寒武纪大爆发开始,节肢动物便是地球上最成功的动物之一。像大众熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛等都属于节肢动物,它占据了当今动物界大约80%的物种多样性。但节肢动物起源一直成谜,其演化过程中存在关键的缺失环节,如节肢动物的原始祖先奇虾和真节肢动物形态差异巨大,两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。
由朱茂炎研究员牵头的寒武纪大爆发研究组发现的麒麟虾,填补了这一重要演化的空白。麒麟虾身体具有明显的真节肢动物的多种特征,例如硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢。但是,它的头部却又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造,包括寒武纪怪物“奥帕宾海蝎”特有的五只眼睛,以及寒武纪巨型顶级捕食动物奇虾的掠食性附肢。所以,麒麟虾组合了真节肢动物和节肢动物祖先类型的身体特征,是一种罕见的“四不像”嵌合动物。
研究团队对麒麟虾化石进行了精细的比较解剖学研究。以多年积累的研究数据为基础,结合麒麟虾独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明,麒麟虾的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部。
像始祖鸟一样,麒麟虾代表了达尔文进化论预言的重要过渡型物种,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,论文审稿专家认为,“这一完美而出人意料的过渡型动物,填补了节肢动物演化史一个知识空白”。
2020-11-05
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【中国科学报】枝“浓缩”成花?演化路上添新证
2020年10月19日 来源:中国科学报
本报记者 崔雪芹
花朵的起源长期以来是植物学界的难解之谜。
近日,《古昆虫学》刊发了来自中国、西班牙古生物学者的一项研究结果。研究者在2000万年前~1500万年前的琥珀化石中发现了一种奇特的花。
“长久以来,人们一直想搞清楚花是怎么来的。不久的将来,我们也许能彻底解开花的演化之谜。丁氏花的发现为我们提供了一条非常重要的线索,它的形态说明,花很可能就是纵向压缩的枝。” 中科院南京地质古生物研究所研究员王鑫告诉《中国科学报》。
此次研究涉及的琥珀化石产自中美洲多米尼加。“之所以叫它丁氏花,是我向就读北京大学时时任老校长丁石孙致敬。” 王鑫表示。
弄清花的演化 跨越形态学鸿沟
1.74亿年前,地球就有了美丽的南京花。
1.25亿年前,朝阳序、古果、中华果、丽花、辽宁果、白氏果等众多被子植物出现在我国辽西地区。但是其中很多(例如朝阳序、古果、中华果)不似现代意义上的花:要么只有雌性结构,要么雌雄两性器官相距甚远,受人喜爱的靓丽花瓣也无影无踪。
与一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊几乎从同一点上生长出来不同,丁氏花似乎经过 “纵向拉伸”,花朵中的各个器官,上下依次生长在一个花枝上。
“这些化石为人们了解被子植物的演化历史提供了重要证据,但是它们距离人们想象中的花朵相去甚远,二者之间还有很大的形态学鸿沟要填补。填补这个鸿沟一段时间以来成了植物学家的重要任务之一,因为这将使植物学更加合理、可信。”王鑫表示。
其实关于如何跨越这个形态学鸿沟,植物学家几百年前就有猜想。
早在林奈时代,人们就猜想到花朵是一个纵向压缩的枝,通过花轴的缩短,花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊这些常见的花器官被“浓缩”、聚集到有限的空间里,才会有我们日常生活中看到的花朵。
早期被子植物,例如古果,多个雌性单位是沿一个枝依次排布的,不似常见的典型的花。典型的花各个器官挤成一团,之间的间距很小或者没有。
这次发现的丁氏花具有花的形态(包括花被、典型的雄蕊和雌蕊),但是花的各个器官之间有明显的间距。所以它是介于早期非典型的花和现代意义上的花之间的过渡类型。
丁氏花化石很小,只有3~4毫米,立体保存于多米尼加中新世地层出产的琥珀中。保存状态的良好和现代先进微CT技术的应用使得研究者可以清晰观察到花朵的主要特征:连接到花轴上的苞片、花被、雄蕊和雌蕊四轮器官。
丁氏花具有五枚边缘相扣的花被片,十枚向内弯曲的雄蕊,中央是带有弯曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一个很长的花丝,其顶上有一个包含四个药室的花药。这种花属于比较常见的真双子叶植物。
“丁氏花的发现对于人们认清花的本质及其演化历程、重新理解早先发现的早期被子植物生殖器官、指明未来研究努力的方向都具有重要意义和科学价值。”王鑫说。
来之不易的琥珀标本
丁氏花的标本永久保存于抚顺琥珀研究所。关于丁氏花的发现,抚顺琥珀研究所所长范勇还给《中国科学报》记者讲述了一个故事。
2011年春天,一位多米尼加的琥珀经销商来到抚顺琥珀研究所,计划销售一批多米尼加琥珀标本给研究所做科学研究用。
谈完交易,经销商向范勇展示了大约十多公斤多米尼加琥珀标本,但声明这些琥珀标本是深圳的客户订好的货,只可欣赏,不能销售。
标本数量很多,范勇熬夜查看。
这一看,范勇从中发现有蝎子、螳螂、猎蝽等许多珍贵标本,更令人惊奇的是,范勇还从中发现了更加稀少的花朵标本。其中就包括之后命名的丁氏花化石。
范勇反复向经销商要求,想购买这些珍贵标本。但经销商非常讲信誉,坚持这些标本不能出售。带着遗憾,范勇亲自驾车将经销商送到了机场,经销商飞往深圳去向客户交货。
在返回途中,范勇想,这些珍贵标本是琥珀科研难得的宝贵证据,他调转车头,返回机场。经销商乘坐的班机已经飞走了,范勇急匆匆买了下一航班的机票,追赶到深圳。
范勇赶到时,经销商和客户双方在机场已经交了货。多米尼加经销商深受感动,讲情动员客户将范勇选中的几件琥珀标本卖给范勇。虽然这些琥珀价格不菲,但范勇最终如愿以偿,成功拥有了这些标本。
2013年,王鑫来到抚顺琥珀研究所,在众多标本中发现了丁氏花的标本。
论文刊发历时七年
研究一枚化石,并得出最终结论,一般需要三四年的时间。但现在离丁氏花的发现,已经过去了7年。其间合作研究、实验,直至学术成果刊发,经历了很多“波折”。
7年中,王鑫等研究人员在多个国内外不同的学术杂志尝试过发表研究,但是都功败垂成,直到今年才得以发表。
实际上,丁氏花比起之前研究过的早期被子植物化石,是个颇为年轻的化石。
丁氏花的独特形态在早期被子植物化石和现代意义上的花之间首次架起了一座桥梁,使前者更加和谐地融入到了被子植物大家庭,也为阐明后者的来源作出了贡献。
相关论文信息:https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.3.4.15
2020-11-04
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【江苏科技报】科学家发现被子植物家族新成员变果
2020年10月28日 来源:江苏科技报
本报讯(记者陶韬、通讯员盛捷)近期,学术期刊《历史生物学》在线发表了中国科学院南京地质古生物研究所王鑫研究员带领的科研团队合作完成的题为《早白垩世包括不同器官的新型被子植物为花朵演化提供新的启示》的论文。来自福建农林大学和南京古生物所的5位学者在文中详细报道了辽宁凌源大王丈子义县组(约1.25亿年前)地层中出产的被子植物化石--凌源变果。凌源变果成为继此前报道的众多被子植物之后,早白垩世义县组被子植物家族的最新成员。
据悉,被子植物起源及其早期演化是植物学家长期以来致力攻克的植物学难题,被《科学》杂志列为125个世界级科学难题之一。解决这个问题其实不难:找化石证据。我国辽西的义县组地层在世界范围内闻名天下,很大程度上就是因为其出产的被子植物化石。最近的关于义县组古植物学研究再次取得新的可喜进展:一个多变而有趣的被子植物化石--变果呈现在世人面前。
凌源变果是一个保存为正负面的大型化石。植物保存的部分大约17厘米高、12厘米宽。化石保存了植物末端,包括茎、叶、花蕾、果实等各个连生器官。凌源变果的叶片特征指示凌源变果不可能是单子叶植物。虽然此前义县组的化石植物中曾经报道过类似双子叶植物叶片,但由于其单独保存,其母体植物的属性一直悬而未决。而此次发现的化石的叶片直接和其他器官相连,提供了难得窥视早期被子植物形态的重要窗口。
科研人员表示,凌源变果令人惊奇的地方不仅表现在它的多变,还表现在它对花朵演化的启示。“通过研究发现,同一块化石上的凌源变果的生殖器官处于不同的发育阶段,这为我们了解这个植物的花朵形态和发育过程提供了千载难逢的机会。”据介绍,凌源变果最幼嫩的生殖器官是一个花蕾,顶端呈截形,似乎包裹在花被之中;而凌源变果最成熟的生殖器官是比较成熟的果序,包括两个或多个簇生的果实。由于此前报道过的义县组植物中很少看到类似花被的结构,此次包裹在凌源变果花蕾周围的类似花被的结构是首次显现出了现代意义上的典型的花中最招人喜欢的部分--花瓣的雏形。这个发现显然对人们了解花的演化具有重要意义。
此外,凌源变果的发现在理论上也具有重要意义,其胚珠着生于果实的背缝线上。这一发现不支持教科书中流行的大孢子叶理论。按照该理论,胚珠应该着生在凌源变果的腹缝线上。无独有偶,在胚珠的着生位置这个特征上,凌源变果和此前在义县组地层中发现的早期被子植物化石(包括古果、假人字果)以及美国白垩纪中期的古花是一致的。虽然这些植物特征不支持大孢子叶理论,但是它们却都在新近提出的植物演化一统理论的预料之中。
科研人员表示,义县组的被子植物的多样性远远超出了当初人们的想象。也许随着研究的深入,中国的化石记录会为人们解决被子植物起源和早期演化提供更多、更加令人惊喜的证据。
2020-11-04