學術進展|我院金建華教授團隊發現北半球首例雞毛松屬大化石 揭示亞洲-澳洲早期植物區系交流新途徑

2021-02-15 中山大學生命科學學院

東亞是現代生物多樣性研究熱點地區之一，是了解北半球生物多樣性起源和演化的核心區域。東亞植物區系的特色之一是包括了很多來自岡瓦納古陸的區系成分，即在地質時期曾廣泛分布於南半球的分子。那麼這些物種是如何從南半球跨越赤道擴散到亞洲的呢？

近日，我院金建華教授團隊在中國廣西桂平盆地中新世二子塘組發現了木乃伊化保存的首例北半球裸子植物羅漢松科雞毛松屬（Dacrycarpus）大化石，結合雞毛松屬植物以往發現的南半球的化石記錄、生理特徵以及相關地質和氣候事件等分析，探討了澳大利亞和亞洲之間生物交流的可能途徑。晚漸新世以來，由澳大利亞-亞洲板塊碰撞產生的島鏈和洋流變化，為植物的遷移提供了陸橋和適宜的潮溼氣候。雞毛松屬耐水淹，能生活在極端環境中的生理特徵也增加了該屬擴散到華南地區的機會。除了雞毛松屬外，同時研究了其它150屬熱帶亞洲-熱帶澳洲分布類群的大化石記錄，發現雞毛松屬並不是通過這一途徑進入亞洲的唯一類群。因此，該研究將晚漸新世以來植物類群通過上述途徑從澳洲向北擴散到亞洲的遷移模式稱為Dacrycarpus 模式（圖1）。上述研究表明晚漸新世以來澳大利亞-亞洲板塊碰撞事件促進了兩大陸之間的跨赤道生物交流，並極大地促進了東亞地區植物區系的多樣化發展。

圖1 古地理圖顯示不同時期雞毛松屬大化石分布及其可能的遷徙路線

     本研究的另一個亮點是發現的雞毛鬆化石為非常罕見的三維木乃伊化保存的二形葉、具胚珠的枝條和雄球果以及原位花粉等器官。研究首次用micro-CT掃描和超薄切片等方法，研究了化石材料中雌球果的解剖結構和原位花粉的外壁超微結構。在雞毛松屬所有現代種中，新發現的化石在形態和解剖特徵上與中國唯一分布種Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laubenfels非常相似（圖2）。結合現代種的生態位和化石植物群的組成，研究區中新世可能為針闊葉山地雨林。

圖2 華南中新世雞毛松屬化石和現代種Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laubenfels 的不同器官

    上述研究相繼發表在National ScienceReview (IF=13.222) 和 Journal of Systematics and Evolution （IF=4.040）雜誌上。我院博士生吳欣凱為兩篇論文的第一作者，金建華教授和長安大學全成教授為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金重點國際合作項目等資助，該重點項目中期考核和結題驗收均被評為優秀。

文章連結：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz060

https://doi.org/10.1111/jse.12534

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