科研｜一朵1500萬年前的花 讓我們接近花朵演化的真相

2020-10-15 安徽農業科學

牡丹

\

水仙

\

荷花

\

雍容華貴的牡丹；

冰肌玉骨的水仙；

出汙泥而不染的荷花……

千百年來，人們用詩詞、歌曲、繪畫、影像作品讚美花朵的芬芳美麗、賦予它們深刻的寓意。

但是，植物學家卻在思考：這些美麗的花朵從何而來，又是如何演化的？

百餘年來，達爾文的生物進化論深入人心，但花朵的演化史卻是植物學家的難解之題，花朵演化之謎甚至被《科學》雜誌列為125個世界級科學難題之一。

植物學界猜測認為，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。

記者10月10日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，該所王鑫研究員領導的國際團隊合作完成的論文《中新世琥珀裡的獨特化石為花朵演化提供新的啟示》於近日發表在《古昆蟲學》上。他們在一塊1500萬年前的多美尼加琥珀中發現了一種奇特的花朵化石——五數丁氏花。化石清晰地呈現出該花是一個縱向壓縮的枝，為花朵演化提供了重要證據。

❏ 花朵其實是被子植物的生殖器官

花朵之所以具有觀賞價值，主要由於婀娜多姿、顏色豔麗的花瓣。花瓣也成為區分不同花朵的顯著特徵之一。

但是在植物學家眼裡，花朵只不過是一個用來繁殖下一代的器官，因此他們更加關注產生生殖細胞的雄蕊與雌蕊，這對於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。」王鑫告訴科技日報記者。

對植物學稍有了解的人還會發現一個奇怪的現象，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發現，與地球45億年歷史、最早植物苔蘚數億年歷史相比，花朵出現的時間並不長，只有約一兩億年。

「現在人們通稱的花朵，實際上是被子植物的生殖器官。在被子植物出現之前，用孢子繁殖的苔蘚和蕨類植物已在地球上生長了幾億年。」王鑫介紹說。

被子植物，即開花植物，堪稱植物世界的王者。它是當今植物界中進化程度最高、種類最多、分布最廣、適應性最強的類群。現知全世界被子植物共有30多萬種，佔植物界總數的絕大多數。

從現代基因學角度來看，花朵的發育本質上受到幾個基因的控制，大致分為控制花萼、花瓣和花蕊的3類基因，科學家依照遺傳學提出了花發育的ABC模型。不同的基因表達，決定了不同類群植物的花的大致結構，最終發育成我們所看到的花花世界。

❏ 神秘琥珀化石證實科學猜想

圖為包含1500萬年前丁氏花的琥珀

2002年5月，中國科學院南京地質古生物研究所孫革研究員團隊在《科學》雜誌刊發論文稱，他們發現了一種距今約1.25億年前的開花植物化石，並命名為中華古果。

在人們的眼裡，古果更像是草本植物，因為它雖具有花的繁殖器官，卻沒有色彩奪目的花瓣。與現代花朵不同的是，它的果實、雄蕊分布在一個長軸上，看起來像一棵水草。

王鑫告訴記者：「植物學界很久以來有一個說法，認為花是一個縱向壓縮的枝，但是卻一直找不到相關的化石證據。僅有一個古果，還不能描述完整的花朵演化史，所以難免有人對之前的猜測將信將疑。」

但是，在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、遼寧撫順琥珀研究所的5位學者共同努力下，他們在約1500萬年前的琥珀化石中發現了一種奇特的花。

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的琥珀裡。

由於琥珀良好的保存狀態，利用現代先進的微CT技術，研究人員可以清晰地觀察到丁氏花的主要特徵：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、雌蕊幾乎從同一點上生長出來不同，這種遠古花朵似乎經過了「縱向拉伸」，花朵中的各個器官，上下依次生長在一個花枝上。

從王鑫提供的復原圖來看，該花具有5枚邊緣相扣的花被片，10枚向內彎曲的雄蕊，中央是帶有彎曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一根很長的花絲，其頂上有一個包含4個藥室的花葯。

丁氏花屬於大家比較常見的真雙子葉植物。2018年，王鑫帶領的科研團隊發現的靜子花，已經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證實和支持。

「雖然丁氏花年代較新，但是它的獨特形態首次表明，幾百年來人們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。」王鑫說道。

來源：科技日報

♔採編：姜姜 ♔排版：小同

相關焦點

  • 一朵1500萬年前的花 能讓我們接近花朵演化的真相嗎
    但是，植物學家卻在思考：這些美麗的花朵從何而來，又是如何演化的？百餘年來，達爾文的生物進化論深入人心，但花朵的演化史卻是植物學家的難解之題，花朵演化之謎甚至被《科學》雜誌列為125個世界級科學難題之一。植物學界猜測認為，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。
  • 古生物學家發現1500萬年前的奇特花朵，或可解開花的演化之謎
    百餘年來，達爾文的生物進化論深入人心，但是花朵是如何演化的卻一直是進化生物學家的難解之題。近日，中國、西班牙古生物學者在約1500萬年前的琥珀化石中發現一種奇特的花。與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點上生長出來不同，這種遠古花朵似乎經過了「縱向拉伸」，花朵中的各個器官，上下依次生長在一個花枝上。
  • 古生物學家發現1500萬年前的奇特花朵
    新華社南京9月30日電（記者王珏玢）記者30日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，中國、西班牙古生物學者近日在約1500萬年前的琥珀化石中發現一種奇特的花。與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點上生長出來不同，這種遠古花朵似乎經過了「縱向拉伸」，花朵中的各個器官，上下依次生長在一個花枝上。
  • 古生物學家發現1500萬年前的奇特花朵
    新華社南京9月30日電（記者王珏玢）記者30日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，中國、西班牙古生物學者近日在約1500萬年前的琥珀化石中發現一種奇特的花。與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點上生長出來不同，這種遠古花朵似乎經過了「縱向拉伸」，花朵中的各個器官，上下依次生長在一個花枝上。領導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自北美洲多米尼加，距今約有1500萬年歷史。科研團隊在其中發現了一朵長約3毫米的小花，小花的各組成部分清晰可見，屬於典型的真雙子葉植物。
  • 古生物學家發現1500萬年前奇特花朵，網友：像不像魔仙堡外景
    記者30日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，中國、西班牙古生物學者近日在約1500萬年前的琥珀化石中發現一種奇特的花。與一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊幾乎從同一點上生長出來不同，這種遠古花朵似乎經過了「縱向拉伸」，花朵中的各個器官，上下依次生長在一個花枝上。
  • 科研人員通過丁氏花為花朵演化提供重要證據
    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。
  • AI科學新聞｜花朵是如何演化的？神秘琥珀化石證實科學猜想
    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。
  • 南京古生物學家發現1500萬年前奇特花朵，或解開花類演化之謎
    交匯點訊 百餘年來，達爾文的生物進化論深入人心，但是花朵是如何演化的卻一直是進化生物學家的難解之題。也因此花朵演化之謎被Science雜誌列為125個世界級科學難題之一。萬年前）琥珀中的花朵化石----五數丁氏花Dinganthus pentamera。
  • 花朵是怎麼來的？丁氏花研究邁進一步，解開花朵演化之謎
    研究者在2000萬-1500萬年前的琥珀化石中發現一種奇特的花。「長久以來，人們一直想搞清楚花是怎麼來的。不久的將來，我們也許能徹底解開花的演化之謎。丁氏花的發現給我們提供了一條非常重要的線索，它的形態說明，花很可能就是縱向壓縮的枝。」 中國科學院南京地質古生物研究所研究員王鑫告訴《中國科學報》。此次研究涉及的琥珀化石產自中美洲多米尼加。
  • 花朵的祖先被發現，這塊1500萬年前的化石，鎮壓著花類的先祖
    據報導，在近期的《古昆蟲學》雜誌上，來自中國科學院南京地質古生物研究所的科研人員，聯合在上面發表了一篇研究論文，表示通過對花朵化石的研究，為地球上花朵的起源和演化，提供了重要的證據。不過，你是否想過這樣一個問題，地球上的生物都是演化而來的，那麼，究竟是哪一種生物最終演化成了花朵，第一朵花又是如何一步步演化，最終變成五彩斑斕的花朵世界呢？
  • 枝「濃縮」成花？演化路上添新證
    花朵的起源長期以來是植物學界的難解之謎。近日，《古昆蟲學》刊發了來自中國、西班牙古生物學者的一項研究結果。研究者在2000萬年前~1500萬年前的琥珀化石中發現了一種奇特的花。「長久以來，人們一直想搞清楚花是怎麼來的。不久的將來，我們也許能徹底解開花的演化之謎。丁氏花的發現為我們提供了一條非常重要的線索，它的形態說明，花很可能就是縱向壓縮的枝。」
  • 枝「濃縮」成花？花朵起源添新證
    作者 |崔雪芹花朵的起源長期以來是植物學界的難解之謎。近日，《古昆蟲學》刊發了來自中國、西班牙古生物學者的一項研究結果。研究者在2000萬年前~1500萬年前的琥珀化石中發現了一種奇特的花。「長久以來，人們一直想搞清楚花是怎麼來的。
  • 科學美圖:創造一朵藍色花
    本周最讓人印象深刻的科學圖片：一朵藍色的菊花。
  • 1500萬年前或存巨型鴨嘴獸 挑戰現有演化論
    這種巨型鴨嘴獸生活在500萬~1500萬年前的澳大利亞森林淡水湖泊之中。相比現存的鴨嘴獸，這種古獸的體型可要大得多，因為前者的體長一般僅有38釐米左右，看上去就跟普通的家貓差不多大。　　研究人員是通過一顆牙齒做出這一發現的。
  • 一億年前「神秘花」現身:被子植物起源依舊成謎—新聞—科學網
    一朵保存完整的花 9900萬年前，安靜生長的「靜子花」，剛剛完成向外散播花粉的「重任」，但是花粉還未飄遠，突然就被一大團樹脂包裹住，將時間定格在它最美麗的一瞬間，也包裹住了尚未散去的花粉。在歷經將近一億年的地質滄桑後，靜子花定格成琥珀中的花朵被科研人員發現並帶回實驗室研究。
  • 化石裡的地球故事:1.45億年前第一朵花開
    化石裡的地球故事：1.45億年前第一朵花開化石標本。 世界上第一朵花開在哪裡？460萬年前的青藏高原有多高？達爾文進化論真的靠譜麼？ 地球上那些遙遠的歲月，人類未曾經歷，卻又真實存在。 中龍化石的分布佐證了大陸漂移說，不同時期的珊瑚外壁環紋數量則為地球自轉速度不斷變慢提供了旁證。
  • 手工星球:快看,這兒有一朵超大的花!
    它的花朵是世界上最大的。，但它卻沒有正常花朵的香味，它的味道是臭的，不是一般的臭！大鵝不清楚為什麼大王花要如此特立獨行，一個勁兒地散發臭味，不過大鵝知道和其他花朵的花香能夠招蜂引蝶一樣，大王花的「花臭」也可以吸引一些重口味的昆蟲來為它傳授花粉，比如蒼蠅什麼的。
  • 世界最古老的花朵化石被發現:「南京花」,開了1.74億年!
    由中科院南京地質古生物所領銜的一個國際研究團隊，新近在南京東郊發現了200多塊遠古化石花的標本。研究表明，這些花朵生活的年代距今至少有1.74億年，是迄今為止人類發現的最古老的花朵化石，它們的發現將被子植物的起源時間前推大約5000萬年。科研人員將之命名為「南京花」。相關研究成果18日發表在生命科學領域知名刊物《電子生命》上。
  • 最早的花朵是何時出現的?我國科學家發現化石,找到花朵的祖先
    準確地說，花朵是如何起源的呢？根據報導，前段時間《古昆蟲學》期刊刊登了一篇關於遠古花朵化石的研究論文。該論文的作者來自中國科學院南京地質古生物研究所，這個團隊的研究人員發現了一塊距今已經有1500萬年歷史的花朵化石，並且通過對它進行研究證實了學術界關於花朵起源演化的未解之謎。那麼研究人員是如何得到研究的？
  • 中美學者發現1500萬年前的棗
    考古現在進行時【中美學者發現1500萬年前的棗】中、美古生物學者最近在福建漳浦發現一種1500萬年前的南酸棗化石。就像人們熟知的木乃伊，這些乾枯、脫水的化石將遠古南酸棗的形態結構立體保存了下來。這說明，1500萬年前的遠古南酸棗，形態比現代「子孫」更加多樣。