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解密远古之花(下)

解密远古之花(下)

主持人:于胜春

解  说:于  毅

各位好!欢迎收看我们今天的《地理·中国》节目,我是胜春。

昨天,我们讲的是世界上第一朵花的故事。一百多年前,英国的科学家达尔文提出了进化论的观点,认为所有的生物都是从低级向高级逐渐地演化而来的。植物也是从最先的不会开花逐渐进化到会开花,然后再结果。

但是,达尔文提出这一观点的同时也留给了世人一百多年的谜团。植物到底什么时候会开花的?世界上第一朵花是什么时候有的呢?

150年前,达尔文为后人留下了一个植物史上的难解之谜。世界上究竟什么时候开始有花的?

在植物演化的历史中,被子植物处在演化级别的最高级,是最晚出现的植物。相比之前出现的裸子植物,被子植物最显著的特征就是种子被果实包裹,而被子植物的另一个与众不同的特征是能开出真正的花。也就是说,被子植物出现时,地球才开始有花朵绽放。

今天人们吃的大米、小麦和水果,穿衣所需用的棉花,医疗中的中草药,绝大多数都来自于能够开花结果的被子植物。

从当时科学家已经找到的化石来看,在距今一亿五千多万年前还没有被子植物出现。但是到了距今一亿一千万年前,被子植物却遍布地球每个角落,而且种类繁多。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

达尔文之所以当时感到困惑不解,就是已经好多样子了,就是好多个分类群了。在一亿年左右,突然间在全世界这么发达。那么,它应该前边是怎么回事啊?它怎么忽然间这么样?像爆发似的在全世界都能够发现这么多被子植物化石?他找不到它的线索。

年近六旬时,达尔文给朋友写了一封信,把这个无法解释的现象称为讨厌之谜。直到达尔文去世,这个谜团都没有解开。于是,找到地球上最早花朵的化石成了一百多年来全世界古生物学家的梦想。

【中国地质大学(北京)教授:李凤麟】

这个生物曾经存在的证据就是化石。也就是说,它们曾经是在地球上生活过的动物。它死了以后由于各种条件,它保存成化石,保留到现在。只有保存成化石的,我们才能够知道。

发现以后不是发现就完了,你要对它的各个方面进行研究,能确定它到底是哪一类的生物,它的特征是什么,它在进化上的序列里处在哪个地位,慢慢才能研究出来。

20世纪90年代,美国古植物学家布莱纳在以色列发现了一枚距今一亿三千多万年的被子植物化石,将地球上有花的历史向前推进了两千万年。

随后,中国古植物学家孙革也在中国黑龙江省鸡西找到了同样久远的被子植物化石。那么,这两朵花究竟谁更古老?孙革和布莱纳谁能成为解开达尔文百年之谜的幸运儿呢?

自从孙革发现了星学花序,全世界的古生物学家就都在盼着把它和布莱纳发现的化石好好地去对比一下,比出谁早谁晚,这样就可以进行下一步被子植物演化的研究了。可是因为各种原因一直没有机会,但是有一个地方却从此热闹起来了。哪儿呢?就是星学花序的发现地,中国黑龙江省的鸡西。

星学花序的发现使各国学者的目光都投向了黑龙江省鸡西,他们纷至沓来,在鸡西古植物化石群上寻觅着古老花朵的痕迹。

不久,一位名叫迪尔切的古植物学界权威也从美国来到了中国。在一次学术会议上,他向人们讲述了一件出乎意料的事情。

【美国佛罗里达大学院士:迪尔切】

请允许我来简单的说几句,孙革寄给我这个花粉的电镜照片,这时正赶上布莱纳来我的实验室访问。我将照片给他看,他十分激动,说这与我在以色列发现的被子植物的花粉是一样的。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

这件事使布莱纳非常兴奋,他认为竟然在中国的东北也找到了和以色列相同的早期被子植物花粉。似乎在某一个方面能够进一步证明他自己的理论,所以他自己非常高兴。

原来,布莱纳在以色列发现的那株一亿三千万年前的花拥有的竟是和星学花序同样的花粉。这意味着一亿三千万年前,在亚洲大陆西端的以色列地区和东端的鸡西地区,同一种植物正绽放着同样美丽的花朵。

几年来,那个两朵花孰先孰后的疑问终于有了答案。它们应该并列称为当时世界上已知最早的花,人们禁不住要为这样一个浪漫的巧合赞叹不已!

相隔这么广阔的大陆,跨越了一亿多年的时间,两朵同样的花竟在几年间先后被发掘,并排地摆放在一起,这简直就是奇迹。

几年的艰辛寻找和这一亿多年的沧海桑田相比简直就是弹指一挥间,星学花序的发现让这孙革一下成为了古植物界最大的一个幸运儿,因为达尔文讨厌之谜的钥匙就攥在他的手里了。但就在大家祝贺赞叹的时候,孙革却沉默了。

他感觉人们此时好像太多地关注了1.3亿年的数字,却忽略了点其它的东西,一个巨大的问号开始萦绕在他的脑海。

在古老的亚洲大陆上,鸡西和以色列一东一西,相隔数千公里。如果同一种花能在这两地同时出现,那么在此以前它必定已经经历了一个漫长的传播过程。

孙革和布莱纳的发现恰恰说明世界上最早的花应该在一亿三千万年之前就出现了,它一定不是星学花序,讨厌之谜应该有更早的答案。为了找到有力的证据证明自己的推断,孙革开始进一步分析从鸡西带回来的化石。

这些一亿三千万年前的有花植物叶子很小,叶脉分布也很不规则。处处显示着自己的原始和古老,然而更仔细地区分这些古植物之后,答案终于出现了。孙革发现,和星学花序同一个地质年代已经存在着7个植物分类群。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

如果你发现了不同的类群的话,就说明它们已经有分异了。这变异可能反映当时的环境,另外时代稍微的差异等等,总之在它们前边还会有更早的被子植物,那这个需要我们继续来追溯。

同一地质时代存在如此多的被子植物分类群,这足以说明它们都不是花朵的最早祖先。

这不由让我们又想到一百多年前,达尔文也正是看到了分类众多的一亿一千万年前的被子植物化石后才推断被子植物应该早于一亿一千万年出现。

孙革此刻的推断是正确的,讨厌之谜应该有更早的答案。但是这个答案又会在哪里呢?课题组又该如何采取下一步的行动呢?

就在这时,俄罗斯传来了消息。一位名叫克拉西洛夫的古植物学家在蒙古共和国境内发现了被子植物的化石,而这些化石沉积的地层远比鸡西要古老。

这个被称作古尔万果的标本就是克拉西洛夫的发现,从外形上看,它很像是一个成熟的果实。这个发现引起了各国学者的注意,讨厌之谜的大门真的就要被俄罗斯专家打开了吗?

孙革带着疑问来到了美国,从最初在大拉子发现化石起,孙革和美国专家迪尔切就开始了合作,他们携手追溯花朵的起源。

迪尔切认为,古尔万果的标本仅有唯一一块,而且是植物的局部标本。仅凭这一点线索很难确定它的归属,最终的结论还有待证明。然而有一点是肯定的,这些化石所处的地层确实比孙革在鸡西开采的地层古老了许多。

恰恰是这一点提醒了孙革,既然蒙古共和国是中国的邻国,那么,在中国也应该有同样古老的地层。如果找到这样的地层并且有所发现,那么,一切疑问不就可以水落石出了吗?

孙革的视线在中国地图上搜寻着,终于他的目光停在了辽西地区。他知道,那里曾经出土大量的史前动植物化石,特征上也和蒙古共和国的发现极为相似。世界上第一批绽放的花朵会不会就沉睡在那里的地层中?辽西成为课题组的下一个目标。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

主要是辽西它当时一亿多年前,它这个古环境是一个非常有利于化石形成的条件。就有点像我们现在那个沙漠里的绿洲,它这个地方河流纵横、湖泊密布,气候当时温暖潮湿。

然后,它这里有一个非常有意思的是什么呢?这个化石保存,它间歇式的火山爆发,火山活动间歇的时候气候温暖,森林密布,动植物多样繁盛,然后忽然地壳运动,动植物被掩埋了,可是上面又出来,火山又喷发了,它的火山灰埋了它。那么封闭了之后,化石的保存就非常好。

三天后,孙革率领的课题组来到了辽西的北票,世代居住在这些小山村里的人们生活淳朴、平静。他们可能根本想象不到就在这些自己随便用石头垒起来的围墙里竟可能埋藏着上亿年的史前生命。古生物学家的来访对这些小山村来说,似乎也意味着某种转变。

村民们看着这些不时到访的客人,他们整日奔波在大大小小的山头,一晃就是六年时间。

六年过去了,孙革和课题组已经在辽西地区收集到了600多块植物化石。然而,其中却没有任何有花植物的线索。

从在吉林大拉子发现被子植物化石算起,在破解讨厌之谜的崎岖小路上,孙革和同事们已经摸索着前进了10年,而那朵世界上最早的花还迟迟没有出现。难道古尔万果就是讨厌之谜的最终答案吗?

即便是这样,孙革觉得也应该找到类似的化石加以印证。几年来,他除了多次亲赴辽西,还叮嘱其他到辽西出差的同事,协助收集化石的标本。

这一天,研究所里一位刚从辽西野外回来的年轻人带给孙革3块标本。由于事务繁忙,孙革把它们暂时放在了抽屉里。

夜幕降临,孙革重新拿出了那几块采自辽西北票的标本。前两块都是在以往考察中见过的植物化石,孙革看过后就放到了一边。当他拿起第三块时,眼前却突然一亮。凭借多年的经验,孙革发现这个分叉枝条虽然貌似蕨类植物,但却和一般的蕨类植物有着明显的不同。

孙革的眼睛更加贴近放大镜,顿时,他内心涌起难以控制的紧张。十年苦寻的东西难道就要在今天呈现在自己眼前吗?他简直不敢相信自己的眼睛,在放大镜下孙革清晰地看到了令他激动不已的东西──种子。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

打开了以后我们一看,这个标本貌似蕨类,看起来就很像一个麦穗一样。但是,你仔细观察就可以看见里面有种子。

用放大镜观察那些呈突起状的好像叶子的部分,的确在主枝和侧枝上整齐地排列着几十枚豆荚状的果实。就像今天的扁豆一样,里边确实包含有多颗种子。毫无疑问,这就是一个果实,而且只有能够开花的植物才能结出这样的果实。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

除了这个以外,我们看到的是雌蕊的部分,后来我们又发现了它的雄蕊部分。雄蕊的部分就是产花粉的这部分,那么,我们做了这个花粉的分析之后就更进一步证明了它是被子植物。

此时此刻,孙革已经可以肯定,这就是确凿无疑的被子植物。那么,这枚被子植物化石存在的地质时间又是多久呢?孙革按捺着激动的心情继续观察。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

一边观察一边在想,这样的一个地层是著名的辽西义县组的下部,距今是一亿四千万多万年,显然这是全世界最低的层位。

刚才我们注意到了这个孙革教授在推断这块化石年龄的时候提到了一个辽西义县组,它是辽宁西部的晚中生代地层,这个地层距今已经有一亿四千多万年的历史了。

从地层对比上来看,比发现星学花序的鸡西的地层层位要低大约2个层位。这个我们怎么理解呢?

地质学有一个地层层序律,意思就是说低的地层通常沉积早,也就是距离现在的时间要早。那反过来要是说哪块地层的层位高,那就是说距离现在的时代要晚一些。

我们前面的节目已经跟大家说过了这个化石所处的地层是什么年龄,化石就是什么年龄。那么,这么一对比,新发现的这块被子植物的化石就一定比星学花序要古老啊!

如果这枚被子植物化石的年龄真的早于星学花序,就意味着地球有花的历史又将被向前推进至少一千万年。离达尔文讨厌之谜的彻底破解更是又迈进了一大步,这难道是真的吗?强烈的责任感和严谨态度使孙革不能妄下结论,他唯一可做的就是去进一步印证。

当晚,孙革怀着激动的心情把这个喜讯告诉了郑少林教授,并邀请他一起到北票做进一步地采掘考察。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

科学的发现应该是有它的可重复性,而且要经过实验来证明。

孙革和课题小组在北票一待又是几个月,终于,新的古果标本被陆续发现了。经过认真地研究分析,证实了孙革的推测,它们的年龄的确比星学花序更古老。

【沈阳地质矿产所教授:郑少林】

心情非常激动的!因为探索这么多年了,终于由开花到结果了。所以心情是非常激动的,非常高兴的。

不久,孙革把这枚新发现的被子植物代表的新分类群,命名为辽宁古果。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

我心情是非常的高兴,我就马上给它编了一个标本号。这个标本号是一个作纪念的标本号,前边我就加了一个S,加了一个Z,加这两个S是代表我,Z是代表我们的郑少林学长。因为郑少林教授是我的亲密同事,我们一直在共同追溯早期被子植物,所以我也想让这个重要的新成果让我们共同来分享。

在距今大约一亿四千万年前,这株古老的植物完成了授粉。在传宗接代的使命刚刚进行到一半的时候就遭遇了一次重大的地质事件。于是它以这样的面貌被封存了起来,跨越上亿年的漫长时光,如今竟然与经过无数代变化演进的子孙们见面了。

不久,一个新的线索又出现了。除了古果之外,人们在辽西还发现了另一些裸子植物的化石,就在这些化石上发现了俄罗斯专家先前所说的古尔万果。经过讨论,各国专家得出统一的看法,在蒙古国境内发现的古尔万果并非有花植物。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

它主要是果实要把种子包藏,把它严密地封闭了。古尔万果不具备这个特点,古尔万果还是裸子植物,还是属于买麻藤这类。那么,这个问题实际上是最后连克拉西洛夫本人他都承认了,他认为他自己的古尔万果不是被子植物。

这朵1996年在中国辽宁西部发现的辽宁古果成为了迄今唯一有确切证据的全球最早的花。走过了10年的艰苦道路,孙革真的成为了那个揭开讨厌之谜面纱的幸运儿。

1998年,一篇关于古果的专业论文在全球权威杂质《科学》上发表,这意味着整个世界对它的承认。

【辽宁古生物博物馆馆长:孙革】

它所表现的性状在被子植物里面它非常原始了,因为现在可以说看到的有花植物。一般来讲,它有真正的花,这个花一般都是四部分组成,有这个雄蕊、雌蕊、花瓣、花萼。但是你在辽宁古果都可以看到,有雄蕊,也有雌蕊。雌蕊在上,雄蕊在下。

但是,它没有花瓣也没有花萼,这种花它可能看起来有点是一个丑陋的花,但是没有这个丑陋的花,也没能演化出今天这么美丽的花。

世界上最早的花到底是什么样子,又起源于何时何地?100多年前,当达尔文这样对自己轻轻发问的时候,他或许没有想到这竟成了困惑了后人一个多世纪的讨厌之谜。

辽宁古果的发现揭开了这个谜团的面纱,然而孙革和古果的故事却远远没有结束,化石上许多的生命密码还等待着他去破译。

节目结束的时候,告诉大家一个信息,在不久前结束的上海世博会上,辽宁古果作为辽宁省的镇馆之宝被放在了展馆最显著的位置。这标牌上写着:“辽宁古果,迄今为止世界上已发现的最早的花”。

我想,能够在展馆当中看到它的人都是幸运儿。孙革教授告诉我们说,其实在科学工作者的眼中没有所谓第一朵花,只有迄今发现最早的一朵。科学探索的道路上是没有穷尽的,科学工作者能做的就是永远不懈地去接近真相,发现真理。

好了,感谢您收看我们今天的《地理·中国》节目!我是胜春,咱们下期节目再见!

制 片 人:阚兆江  于  波

编    导:李海冰  张  轩

摄    像:江  波  赓  轶

责任编辑:陈艳芳  李  彧

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中国中央电视台

2010.12.16

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