神秘的植物化石属于一个已不存在的家族 _植物

一种奇怪的、已经灭绝的植物曾经被认为与现代人参有关，现在被认为是一个未知家族的唯一代表。图片来源：佛罗里达自然历史博物馆/Jeff Gage
据佛罗里达自然历史博物馆（Makena Lang）：1969年，犹他州东部发现了Othniophyton elongatum（意为“外来植物”）的化石叶子。最初，科学家推测已灭绝的物种可能属于人参科（Araliaceae）。然而，一个曾经结案的案件现在正在重新审理。新的化石标本表明， Othniophyton elongatum比科学家最初想象的还要奇怪。
佛罗里达自然历史博物馆古植物学馆长史蒂文·曼彻斯特多年来一直在研究犹他州4700万年前的化石。在参观加州大学伯克利分校的古植物学收藏时，他偶然发现了一种身份不明、保存异常完好的植物化石，该化石与Othniophyton elongatum的叶子来自同一地区。
曼彻斯特是一项新研究的合著者，他和他的同事们在这项研究中表明，这些叶子属于一种独特的植物，有不同寻常的花朵和果实。研究结果发表在《植物学年鉴》上。
仔细观察发现，1969年的化石和曼彻斯特大学伯克利分校后来研究的化石来自同一种植物。但是伯克利化石的木质茎上附着的叶子、果实和花朵与人参科的其他植物完全不同，该物种最初被归入人参科。
曼彻斯特说：“这种化石很少有带有果实和叶子的树枝。通常这些树枝是分开发现的。” 。
作者广泛分析了新旧化石的物理特征，然后有条不紊地寻找它们可能属于的任何活植物科。今天有400多个不同的开花植物科，但作者无法将化石的奇怪特征与它们中的任何一个相匹配。
该团队抵制住了将这个模糊的标本整齐地归为一个活的群体的冲动，然后寻找了它可能属于的已灭绝的家族，但又一次空手而归。
作者表示，他们的研究结果突显了古植物学中可能普遍存在的问题。在许多情况下，存在不到6500万年前的已灭绝植物被归入现代科或属，即直接位于单个物种水平之上的分类群。这可能会导致对古代生态系统生物多样性的估计出现偏差。
曼彻斯特说：“我们有很好的证据将许多东西归入现代科或属，但你不能总是把这些东西硬塞进鞋里。” 。
该物种不属于任何现存科或属
这些化石是在犹他州东部彩虹鬼城附近的绿河地层中发现的。大约4700万年前，该地区是一个构造活跃的大型内陆湖泊系统，为化石保存提供了完美的条件。低氧湖泊沉积物和火山灰阵雨减缓了许多鱼类、爬行动物、鸟类、无脊椎动物和植物的分解，使其中一些得以以惊人的细节保存下来。
研究过该物种原始叶子化石的研究人员几乎没有什么可以研究的。没有花、果实或树枝，他们只能分析叶子的形状和叶脉图案。根据这种排列，研究人员认为它可能是由多个较小的小叶组成的单叶。这种类型的复叶是人参科几种植物的决定性特征。
但新化石的叶子直接附着在茎上，这描绘了一幅非常不同的植物曾经的样子。
曼彻斯特说：“我们发现的两根树枝上附着着同一种叶子，但它们不是复合物。它们很简单，这消除了它是那个家族中任何东西的可能性。” 。
化石中的浆果排除了草和木兰等科植物。这些花确实类似于一些现代群体，但其他特征也排除了这些可能性。即使在他们的曲目中有如此原始的化石，研究人员也比以前留下了更多的问题。
研究人员以新的眼光看待化石
由于受到阻碍，该团队将化石搁置了几年。随后，佛罗里达博物馆聘请了一位人工智能策展人，他建立了一个新的显微镜工作站。当通过数字显微镜的强大镜头和计算机增强的阴影效果照明进行观察时，作者可以看到他们在之前的观察中错过的微妙特征。
当他们专注于化石的微小果实时，他们可以看到其内部解剖结构留下的微观印象，包括发育中的小种子的特征。
曼彻斯特说：“通常我们不希望在这些类型的化石中看到它的保存，但也许我们一直在忽视它，因为我们的设备没有捕捉到那种地形起伏。” 。
这种植物最奇怪的新特征之一是它的雄蕊，即花的雄性生殖器官。在大多数植物物种中，一旦花受精，雄蕊就会与花瓣和其他不再需要繁殖的花部分一起分离。
曼彻斯特说：“通常，随着果实的发育，雄蕊会脱落。这件事似乎很不寻常，因为它在成熟的果实中保留了雄蕊，种子随时可以分散。我们在现代的任何东西中都没有看到这种情况。” 。
在排除了所有现代家庭的情况下，他们将这些特征与已灭绝的家庭进行了比较。再一次，没有找到匹配项。
该研究的主要作者、佛罗里达大学的博士生Julian Correa-Narvaez在收集信息以识别化石方面发挥了重要作用。他说：“这很重要，因为它为我们提供了一点线索，让我们了解这些生物是如何在不同地方进化和适应的。” 。
植物科可以包含惊人的多样性。看似不同的植物，如毒藤、腰果和芒果，都属于同一科，还有800多种其他物种。目前尚不清楚这个神秘的灭绝群体中有多少多样性随着时间的推移而消失。
这并不是绿河组中唯一的神秘物种。当来自该地区的植物化石让研究人员感到惊讶时，类似的情况也发生了，导致发现了其他已灭绝的群体。曼彻斯特说：“1969年出版的这本书仍然有这些有趣的谜团。” 。
通过iDigBio等工具对博物馆标本进行数字访问，研究人员可以继续研究和了解植物进化的自然历史。
佛罗里达自然历史博物馆的Walter Judd也是该研究的合著者。