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        南京古生物所等发现迄今最古老的花朵化石“南京花”

        文章来源:南京地质古生物研究所   发布时间:2019-11-21  【字号:     】  

          12月18日,英国综合性学术期刊eLife 发表了由VIP科学网南京地质古生物研究所研究员王鑫、副研究员傅强领导的中国、西班牙、澳大利亚三国学者组成团队的新发现——距今1.74亿年前绽放于侏罗纪早期的“南京花”。这是迄今为止,世界上最古老的花朵化石,将被子植物可信的化石记录向前推进了约5000万年。

          花,让世界变得多彩。开花植物,又被称为被子植物,是目前植物界里最为多样化的植物类群。世界范围内的现生被子植物约30万种,占植物界种类总数的绝大多数。以被子植物为主要代表的绿色植物,每年向地球提供几百亿吨宝贵的氧气。谷类、豆类、瓜果等人类及动物的大部分食物,多来源于被子植物;在造纸、纺织、医药等人类生活的各个领域,以被子植物作为原材料的物品,不胜枚举,起到了不可替代的作用。

          虽然被子植物的存在与人类的生活如此密切,但是长期以来人类对被子植物的起源以及早期演化史的认知,却知之甚少。古生物学界也长期认为,被子植物直到白垩纪(1.45亿至0.66亿年前)才真正出现。

          此次发现的花朵化石,被起名为“南京花”,因为其发现地位于中国南京。经过长期的野外考察,2016年初,傅强在南京东郊的一处早侏罗世地层(地质学上称南象山组)中,发现了第一批“南京花”,之后,科研人员在此处陆续发现了“南京花”的标本有近300个。

          这些化石现在保存于南京古生物所。标本非常丰富,其中一块化石标本上,分布着七八十朵“南京花”。用肉眼来看,这些凹凸的黑点形态上很像“梅花”。单朵“南京花”的平均直径10毫米左右,多有4片或5片花瓣。显微镜下看来,“南京花”具有花萼、花瓣、雌蕊,有明显的杯托、下位子房上位花、树状的花柱。

          大量保存的“南京花”化石状态各异、数量繁多。科研人员可以通过多方位、多角度的观察,确认南京花中的种子/胚珠确实是被完全包裹着的,这满足了被子植物的判断标准。

          仔细观察,有些“南京花”被平压保存,这样从上方便可以看清花瓣的形状和个数;有些“南京花”侧压在化石中,这样可以从侧面来研究花朵内部结构。通过解剖部分标本,研究人员发现“南京花”的子房壁将种子与外界完全隔绝,这满足了被子植物判断标准。eLife 杂志评述认为这是“已知最古老的‘真正’的花(the oldest known record of a ‘true’ flower)”。

          “南京花”的发现,将主流观点认为的被子植物的最早化石记录向前推进了约5000万年,使得目前流行的被子植物演化理论面临着巨大的冲击。同时,研究还表明,雌蕊的基本单位(心皮)是由长胚珠的枝在被叶包裹后形成的,这也对植物学界广为流传的“心皮是由叶演化而来”的结论提出了挑战。

          此项研究得到中科院战略性先导科技专项(B类)和国家自然科学基金的资助。

          论文信息:Qiang Fu, Jose Bienvenido Diez, Mike Pole, Manuel Garcia Avila, Zhong-Jian Liu, Hang Chu, Yemao Hou, Pengfei Yin, Guo-Qiang Zhang, Kaihe Du, Xin Wang, An unexpected noncarpellate epigynous flower from the Jurassic of China, eLife, 2018; 7:e38827. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.38827

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        “南京花”化石

        “南京花”重建图




        (责任编辑:叶瑞优)

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