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中华星学花:一个侏罗纪被子植物及其植物系统学启示

花匠小妙招
2025-01-01 09:06

中华星学花:一个侏罗纪被子植物及其植物系统学启示

【摘要】：目前广泛认可的被子植物化石证据都局限于早白垩世或者更晚的地层中,但是这种认知状态正在发生悄然的改变。最近发表的侏罗纪被子植物——中华星学花的出现再次动摇了这种传统的被子植物历史观的根基。中华星学花发现于我国辽西地区中侏罗世的海房沟组地层(大约1.6亿年前)。该化石是一个大约23毫米长的、类似柔荑花序的雌性花序,包括大约20余朵花。沿着花序轴螺旋着生着苞片,在每个苞片的掖部着生着一枚雌蕊。雌蕊由底部一个近球形的子房及其顶部的花柱组成。子房内有一个中柱,其上螺旋着生着多枚胚珠。这种胚珠着生方式和现代被子植物的独立中央胎座完全无法区分。按照传统的被子植物起源和演化理论,独立中央胎座应当是与早期被子植物格格不入的,因此中华星学花在中侏罗世的出现违背了这种理论。值得庆幸的是,虽然中华星学花与传统理论背道而驰,但是却与很多其他方面的证据不谋而合。首先,模式植物Arabidopsis的发育基因学研究表明,心皮和胎座是不同的基因组合来控制的,前者本质上是一片叶子,后者是一个长胚珠的轴性器官。其次,植物形态学研究表明,(至少)石竹类的胚珠是着生在花轴的侧面并且由着生于其下的叶性器官(心皮)由下而上地包裹起来,有些情况下心皮和胚珠甚至完全独立、没有任何关系。再次,比较解剖学认为,维管束是相对保守的,它的分布能反映出植物器官过去的历史。对被子植物花的解剖研究表明,花朵里心皮和胚珠的维管束是相互对立的。这些现象不约而同地暗示,心皮和胚珠是相互独立的器官,胚珠着生于一个轴性器官上,正如中华星学花所显示的那样。顺着这个思路寻找被子植物的祖先,我们会发现古生代的科达类有可能提供某些帮助。有意思的是,这种猜想获得了分支分类学分析的进一步支持,而且种子植物系统也因为这种关于被子植物原始状态观念的改变而变得更加和谐稳定了。