被子植物起源研究获进展:来自三叠纪的植物生殖器官化石“三叠纪跨界者”


被子植物起源研究获进展:来自三叠纪的植物生殖器官化石“三叠纪跨界者”


三叠纪跨界者的模式标本

被子植物起源研究获进展:来自三叠纪的植物生殖器官化石“三叠纪跨界者”


生殖器官侧生单元的腹缝线(箭头)

被子植物起源研究获进展:来自三叠纪的植物生殖器官化石“三叠纪跨界者”


伴生的一个侧生单元中的胚珠,腹面观;箭头指向其珠柄
据中国科学院南京地质古生物研究所:被子植物既是人类起源的重要生态因素 , 又是人们赖以生存的重要生物资源 。因此,被子植物也成为了植物学家最为关注的植物类群 。尽管上百年来人们不懈努力,被子植物的起源仍是植物学家所面临的难题 。
按照传统理论,被子植物雌蕊的基本单元——心皮 , 是由边缘上长胚珠的大孢子叶经过沿纵向内卷形成的 。近年来,中国科学院南京地质古生物研究所王鑫研究员提出了新的“一统理论”,即心皮是由一片叶包裹一个长胚珠的枝形成的复合结构 。这一理论有部分化石证据支持 , 也符合当前植物功能基因的研究成果 。
近日,王鑫和西班牙比戈大学桑托斯博士共同研究了一块保存完好、来自三叠纪的植物生殖器官的化石,并将其命名为“三叠纪跨界者”(Combina triassica) 。该枚化石中的花既具有裸子植物松柏类的外貌,又具有近似被子植物的胚珠包裹状态 。相关研究成果《来自西班牙中三叠统的前心皮》发表于国际著名的学术期刊《植物》(Plants)上 。
化石中该器官类似于在三叠纪常见的松柏类的球果,但研究者仔细观察后发现这个“球果”的“苞鳞”几乎完全包裹住了其腋部的倒生胚珠 。之所以说“几乎完全包裹住”是因为“苞鳞”在其腹面还留了一个缝 。这个“缝”则意味着该生殖器官对其胚珠的包裹程度尚未达到被子植物的程度 。
“三叠纪跨界者”化石对于植物学家们认可新的植物理论具有重要意义 。因为它的形态结构没有超出一统理论的预测范围,却与此前传统理论的预测不符 。
相关研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金及欧洲社会基金等的资助 。(_原题为:被子植物起源研究获进展)
论文相关信息:Santos, A.A.; Wang, X. Pre-Carpels from the Middle Triassic of Spain. Plants 2022, 11, 2833. https://doi.org/10.3390/plants11212833.
相关:科学家发现2.37亿年前植物界的“跨界者”
据新华社南京11月2日电(采访人员潘晔):采访人员日前从中国科学院南京地质古生物研究所获悉 , 中国、西班牙的古生物学者在西班牙2.37亿年前的三叠纪地层中发现一块古植物化石 。它既有类似裸子植物的外表,又有类似被子植物的结构特征,科研人员将之命名为“三叠纪跨界者” 。
主持此项研究的中科院南古所研究员王鑫介绍,“三叠纪跨界者”化石形态结构保存完好 。从形貌上看,该化石很像2亿多年前的裸子植物中松柏类的一颗球果 。但不同于普通球果的是 , 这枚“球果”的“苞鳞”几乎完全包裹住其腋部的倒生胚珠 。这种形态结构类似某些原始的被子植物中尚未完全闭合的心皮 , 而心皮是被子植物独有、裸子植物中不曾有的结构 。
从裸子植物到被子植物,是植物演化史上非常重要的“一跃” 。现今世界范围内的被子植物大约有30万种,占植物界种类的绝大多数,它们为人类提供了大部分食物以及用于建筑、造纸、纺织、油料等的原料 。
“我们仔细观察‘三叠纪跨界者’的结构发现,这种远古植物的‘球果’的‘苞鳞’几乎完全包裹住了其腋部的胚珠 , 仅在腹面还留有一条小缝,这意味着它对胚珠的包裹程度还没有完全达到被子植物的程度 。‘三叠纪跨界者’是目前裸子植物中最接近被子植物的种类,很可能是裸子植物和被子植物之间的过渡类群 。研究这个植物界的‘跨界者’能够帮助我们揭示更多的植物演化奥秘 。”王鑫说 。
相关研究成果已于近日发表在国际学术期刊《植物》上 。