被子植物（有花植物）是植物界最進化、種類最豐(feng) 富的植物大類群，在現今陸地生態係統中占據主導地位。被子植物的起源和早期演化一直都是演化生物學中最重要的科學問題之一。

        被子植物化石在1億(yi) 多年前的白堊紀地層中突然大量出現，似乎與(yu) 進化論的觀點“生物演化是漸進的”相悖，達爾文對此感到困惑不解，稱之為(wei) “討厭之謎”。

        近日，南京古生物所史恭樂(le) 研究員領銜的由中、美國際團隊，在我國內(nei) 蒙古發現了一個(ge) 特異埋藏的早白堊世植物化石群，發現被子植物（有花植物）的祖先類群早在距今約2.5億(yi) 年前就已經出現，為(wei) 解決(jue) 被子植物的起源問題提供了關(guan) 鍵性證據。相關(guan) 研究進展於(yu) 5月26日在英國《自然》（Nature）雜誌在線發表。
 

        花朵的起源：世界級科學難題之一

        被子植物在現今絕大多數陸地生態係統中都占據主導地位，是人類賴以生存的地球生態環境中最重要的組成部分，並與(yu) 人類的衣食住行密切相關(guan) 。人類吃的食物，織布所用的棉和麻，建築所用的木材，絕大多數都直接或間接地來自於(yu) 被子植物。

        “花作為(wei) 被子植物的生殖器官，其起源和演化是認識和理解被子植物起源的關(guan) 鍵。”中國科學院南京地質古生物研究所史恭樂(le) 研究員向記者介紹道。花朵是被子植物區別於(yu) 其他植物大類群最重要的特征，要解密被子植物的起源，必須理解花的起源和演化。

        被子植物類群與(yu) 蘇鐵目、銀杏目、鬆柏目、買(mai) 麻藤目共同組成種子植物，其中後4類群胚珠受精時花粉直接進入珠孔管，也被稱為(wei) 裸子植物。

        既然被子植物與(yu) 裸子植物有“親(qin) 緣關(guan) 係”，那麽(me) 裸子植物的花朵的起源和演化能否間接解決(jue) 被子植物難題呢？

        史恭樂(le) 介紹說，分子譜係學重建的種子植物係統發育認為(wei) ，現生裸子植物和被子植物構成姊妹群，但二者在二疊紀之前就已經分開。

        “現生的種子植物很難為(wei) 我們(men) 認識和理解花的起源和演化提供參考。”史恭樂(le) 介紹道。因此，隻能在已絕滅的種子植物化石類群中尋找被子植物的近親(qin) 和祖先類群，這些類群中隱藏著花和被子植物的起源和早期演化的線索。
 

        內(nei) 蒙古化石揭秘被子植物起源之謎

        2017年夏，史恭樂(le) 團隊在我國內(nei) 蒙古東(dong) 部的霍林河盆地發現了一個(ge) 特異埋藏的早白堊世矽化植物群（距今約1.26億(yi) 年）。該矽化植物化石不僅(jin) 完整地保存了植物器官的三維形態，還保存了植物體(ti) 組織和細胞的細節信息，正是古植物學研究的理想材料。

        被子植物有兩(liang) 個(ge) 特征：一是心皮，心皮是包裹了一個(ge) 或多個(ge) 胚珠的雌性生殖器官；另一個(ge) 為(wei) 包裹著胚珠杯狀結構殼鬥的一個(ge) 外組織層，它是被子植物不同於(yu) 其他種子植物的特征。研究清楚這些特征最早如何出現，是明確被子植物起源的一個(ge) 關(guan) 鍵要素。

        通過醋酸纖維膜撕片技術和先進的顯微斷層掃描（CT）技術，團隊重建了化石植物的三維外觀形態和內(nei) 部解剖結構，並發現已經滅絕的一類種子植物——盔籽。其包裹種子的彎曲殼鬥非常類似於(yu) 被子植物中的外珠被。

        “被子植物的外珠被類似於(yu) 豌豆的外殼。”史恭樂(le) 形象地介紹。裸子植物的種子僅(jin) 有一層珠被，而被子植物的種子則具有兩(liang) 層珠被，這被認為(wei) 是被子植物區別於(yu) 裸子植物最重要的特征之一。

        基於(yu) 已發表的種子植物形態數據矩陣和本次研究的新認識，研究團隊又重新構建了一個(ge) 包括31個(ge) 分類群和83個(ge) 性狀的形態數據矩陣，通過不同方法的譜係發育分析均顯示，包括盔籽植物、開通植物、舌羊齒植物等在內(nei) 的，具有相似彎曲殼鬥的絕滅種子植物是被子植物的近親(qin) ，並很可能包括了被子植物的直接祖先。而這一大類絕滅種子植物的化石可追溯至晚二疊世，表明被子植物的祖先類群早在距今約2.5億(yi) 年前就已經出現，並不是在白堊紀突然出現的。

        “被子類植物基幹類群及其關(guan) 鍵特征的識別在一定程度了回答了被子植物和花朵的起源問題。”史恭樂(le) 介紹道。同時相關(guan) 研究是中國古植物學對被子植物演化理論認識的重要突破，為(wei) 理解被子植物白堊紀之前的演化提供了關(guan) 鍵證據，部分回答了達爾文的“討厭之謎”。

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