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石中花语: 化石中的花起源

花匠小妙招
2024-10-25 09:07

辽宁古果（左）、李氏果（中）、菊科（右）

默默无言的化石，是科学家用来追溯生命进化过程的重要载体，通过化石研究分析，我们可以把断层的历史串联起来，得到一个联系的，不断发展变化的自然历史。现阶段，古生物学家通过一代又一代的艰苦工作，基本已经把有花植物的起源和进化的大致轮廓勾画完成，只有一些细节问题还有待进一步厘清。
在有花植物的起源问题中，最早的花是什么样子？它从何时开始？为什么花会演化出来？以及为何有花植物在白垩纪晚期一出现，就进化出如此多的物种？这几个问题是花起源的重要问题。由于早期的有花植物均已经灭亡，所以我们研究花起源必须要能找到那些起源早期的植物化石，比如在中国辽宁发现的辽宁古果和李氏果，这两个都属于特别有名的植物化石。又比如在南美发现的菊科化石，则从另一个侧面证明，菊科的历史相对要小一些。通过这几个非常重要的植物化石，辽宁古果、李氏果和菊科头状花序，我们可大致了解倒花的起源和进化。
1.辽宁古果（Archaefructus liaoningensis）。据化石复原后的图像，为出水开花植物。辽宁古果距今1.45亿年，被认为是世界上最早的花。
2.辽宁出土的白垩纪（距今约1.24亿年）真双子叶化石--“李氏果” （Leefructus mirus）。这植物外形和毛茛科植物很像，簇生的单叶呈三裂状，还有一个假果，是迄今发现最早的有花植物。化石保持完好，精美无比。
3.菊科（如蒲公英、向日葵、雏菊）是世界上最大的科之一，具有2万多种植物。在阿根廷发现的一个化石（Raiguenrayun cura），表面菊科超过了4千5百万年的历史，仰或更久。

琥珀中保持的兰花花粉块

化石证据被认为是很铁的证据，化石在辅佐和修正植物的进化关系中扮演了重要的角色。如传统的植物分类系统中认为，兰科是进化程度最的植物，然而一块兰花花粉化石却否定了这个观点。这块8千万年历史的琥珀中，很好的保村了兰花独特的花粉块，通过研究发现兰科在有花植物中其实是很古老的。这个故事很好地证明了化石是极为重要的科学语言。

白垩纪的一种水生植物Montsechia vidalii

水生植物Montsechia是2015年8月发现的一种白垩纪植物，生长在西班牙湖水中，没有花瓣，只有一粒种子。Montsechia的时间约在1.25亿至1.3亿年间，虽然比辽宁古果略短，但它没有花瓣，特征比辽宁古果还原始，被认为是最新的“第一朵花”。
花的起源之谜除了化石这种最为经典的研究解答之外，随着分子技术的发展又找到了一些原因。如古老的无油樟是现存的一种有花植物，它的故事为我们提供了解答契机。染色体倍增则被认为是重要的进化动力之一。我们将在《达尔文的不解之谜（花儿为何突然就多起来了）》如《染色体倍增与花的起源进化》两篇文章中纤细介绍。