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植物化石能为人们认识植物起源和演化提供直接证据

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-06浏览次数:907

在大约2.52亿年前的二叠纪 - 三叠纪时期,地质历史上发生了最严重的全球生物群灭绝,在短时间内造成95%以上的海洋生物和75%的陆地物种灭绝。

但有迹象表明植物可能有更好的反应。 2018年12月21日发表在《科学》杂志上的一项研究指出,一些在恶劣环境中生存并耐受季节性干旱的植物群体已做好充分准备,能够在环境灾难中幸存下来。

“灭绝的幸存者”

在二叠纪时期,以大羽毛和舌头为主的种子蕨类植物迅速发育。真正的蕨类植物和种子蕨类植物形成了大面积的沿海和内陆沼泽森林。然而,自“灭绝”以来,真正的蕨类植物已经大量消亡,它们的尸体被埋在地下形成煤层。

谁能想到这种植物的“木炭特性”,并且有些植物可以在死亡中存活下来。

“我们相信这是因为他们已经学会了如何应对压力和干扰,”该论文的作者,德国明斯特大学古代植物学家Benjamon Bomfleur说。

根据这项研究,Bomfleur和他的同事们使用锤子和镐在约旦死海东海岸的裸露岩石中挖掘出一小块不寻常的植物化石。植物叶表皮蜡的覆盖物(或角质层)被精心保存,使研究团队能够根据关键的表皮特征识别这些植物。

这次收集的化石是今天发现的现代针叶化石最古老的记录。该发现还包括称为分叉的种子蕨类残骸,这可能有助于解决关于该群体进化历史的争论。

长期以来,人们认为分岔在灭绝后的中生代时期幸存下来并分布在南半球的南部。但是在2006年,研究人员在约旦死海附近发现了一种分岔化石,这种化石在灭绝之前,这表明这种古老的种子植物起源于二叠纪灭绝事件结束之前并且是幸存的。

当时,一些科学家质疑研究结果,因为化石不包含生殖器官的标本,人们普遍认为生殖器官对植物的鉴定至关重要。最新标本含有花粉器官,基本证实了2006年的发现。

揭示植物进化的奥秘

这一发现如此重要的原因之一是化石是在南纬约15°的古纬度赤道地区产生的。气候炎热潮湿,具有明显的旱季特征。

加州大学伯克利分校的古代植物学家Cindy Looy认为,很少有化石来自这种环境,这对古植物学家了解植物进化和几种主要植物谱系的起源具有深远的意义。研究人员使用这些化石来校准植物的进化模型,因此最新发现可能会影响不同物种分化时间的估计。

这一发现也引起了中国古代植物学家的兴趣。中国科学院地质古生物研究所Shi Gangle告诉《中国科学报》,“在约旦发现的一些晚二叠世针叶化石具有典型的樟子松的宏观形态和气孔微观结构,这可能代表最早的樟子松和现有针叶冠的化石记录,在此之前,最早的罗汉松化石是在大约2.45亿年前的中三叠世地层中发现的。“

他还说,这一发现中另外两个最有趣的群体是Bensu硫化物和头盔种子,它们是现在已经灭绝的两种主要种子植物。由于特殊的生殖器官结构,它被认为与不同进化理论下被子植物的起源有关,甚至可能代表被子植物的祖先群体。

见证地理历史的变化

长期以来,中国科学家一直致力于研究二叠纪末灭绝事件对陆地植物的影响。

2016年,中国科学院的研究小组沉树忠发现,赤道地区的陆生植物在二叠纪末期已经灭绝,这是根据华南地区(云南西部)的材料。这一时期以大羽毛蕨类植物为代表的中国植物群遭受重创,消失,植物多样性大大减少。这种灭绝几乎与海洋动物同时发生。

“植物化石是研究二叠纪末灭绝事件对陆地植物影响最直接的材料。”中国科学院地质古生物研究所万明利说:“在灭绝前探索植物化石事件和探索它的空间和时间分布首先揭示哪些植物深受灭绝事件的影响,并在这些灾难事件中消亡。其次,可以检查哪些植物已成功通过灭绝事件并幸存至三叠纪。帮助人们发现植物的生态策略,以应对灾难性事件。“

植物化石不仅为人们了解植物的起源和演化提供了直接的证据,也是在地质历史中恢复古气候,古生态和古地理的优良载体。通过研究地质事件前后植物和植被的演变,无疑将为当前全球变暖趋势下森林和陆地生态系统的发展提供有益的参考。