科研人員通過丁氏花為花朵演化提供重要證據

2020-09-16 中科院之聲

百餘年來，達爾文的生物進化論深入人心，但花朵如何演化是進化生物學家的難解之題，花朵演化之謎被Science列為125個世界級科學難題之一。植物學界認為，花是一個縱向壓縮的枝。這得到很多植物學家的認可，也得到現代植物學研究的支持，相關化石證據卻一直缺席。

近日，《古昆蟲學》（Palaeoentomology）發表了中國學者領導的中西國際研究團隊合作完成的題為《中新世琥珀裡的獨特化石為花朵演化提供新的啟示》的論文。中國科學院南京地質古生物研究所、福建農林大學、西班牙比戈大學、撫順琥珀研究所的五位學者在論文中報導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。該化石命名為丁氏花，是為紀念北京大學原校長、數學家丁石孫（1927-2019）。目前，丁氏花的標本保存於撫順琥珀研究所。

丁氏花化石很小，只有3-4毫米，立體保存於多美尼加中新世地層中出產的琥珀中。良好的保存狀態和現代先進的微CT技術，使人們可以清晰地觀察到花朵的主要特徵：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葯。這種花屬於較常見的真雙子葉植物。

此前報導過的靜子花已把真雙子葉植物的歷史追溯到大約1億年前的白堊紀中期，但這些花朵是如何演化而來，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於：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」在花軸的同一個部位——花託上；而丁氏花中花軸是伸長的，各輪器官之間的間距被拉開，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，關於花的本質的猜想可能是合理的，即花是一個縱向壓縮的枝。

該研究有利於確認關於花朵本質的解讀，且有利於理解看似怪異的早期被子植物化石（如遼寧古果、雨含果）。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（B類）和國家自然科學基金的支持。

丁氏花與丁石孫：左圖是丁氏花在微CT中的圖像，右圖是北京大學原校長、數學家丁石孫

丁氏花的三維復原圖

來源：中國科學院南京地質古生物研究所

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