這朵「南京花」開了1億7400萬年──科學家發現世界最古老、與恐龍同齡的花朵化石

2018-12-21 17:00

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在中國科學院南京地質古生物研究所舉行的「南京花」研究成果發佈會上,該所副研究員傅強展示「南京花」復原圖。(新華社)

在中國科學院南京地質古生物研究所舉行的「南京花」研究成果發佈會上,該所副研究員傅強展示「南京花」復原圖。(新華社)

電影《侏羅紀公園》或許該改改了──與侏羅紀恐龍同框的,除了高大的蘇鐵、桫欏,還應該加上一抹亮色──鮮花。

由中科院南京地質古生物所領銜的一個國際研究團隊,新近在南京東郊發現了200多塊遠古化石花的標本。研究表明,這些花朵生活的年代距今至少有1.74億年,是迄今為止人類發現的最古老的花朵化石,它們的發現將被子植物的起源時間前推大約5000萬年。科研人員將之命名為「南京花」。相關研究成果18日發表在生命科學領域知名刊物《電子生命》上。

與恐龍同齡的「花界鼻祖」

古今中外,無數中外文人歌詠過鮮花的芬芳馥郁。然而,花自何時在地球上出現,植物學家卻一直沒有定論。

長期以來,古生物學界的許多學者認為,開花植物直到白堊紀(1.45億至0.65億年前)才真正出現。這一觀點被反復重申,幾乎成了教科書中牢不可破的真理。但真相確實如此嗎?

中國科學院南京地質古生物研究所工作人員展示「南京花」化石剖開後的兩面(新華社)
中國科學院南京地質古生物研究所工作人員展示「南京花」化石剖開後的兩面(新華社)

此次發現的「南京花」化石,打破了這個傳統認知。這些保存在細砂岩中的遠古花朵標本,來自1.74億年以前的侏羅紀早期。那時,盤古大陸上分佈著鬱鬱蔥蔥的綠洲,翼龍在空中展翅、恐龍稱霸陸地、魚龍在水中遨遊,比過去人們認為的花朵出現時間早了5000萬年。

「南京花」標本,從肉眼上看很像現在的梅花。單朵「南京花」直徑10毫米左右,多有4片或5片花瓣。在顯微鏡下,花萼、花瓣、雌蕊等主要結構清晰可見,其子房主要由凹陷的花托組成,子房上面長有樹狀的花柱,是典型的下位子房花。

「日常生活裏,人們常用『花木﹃來代指各種植物。而實際上,色彩斑斕的花是植物的繁殖器官。」中科院南京地質古生物所研究員王鑫介紹,花是植物進化出的最「漂亮」的器官之一,它「利用」昆蟲助其傳粉,還將種子包裹在果實內部,並通過各種方式幫助它們散播。這一系列先進優越的特點,使得開花植物逐漸「打敗」別的類群,「稱霸」植物界。

「南京花」與現代花朵的對比圖片(新華社)
「南京花」與現代花朵的對比圖片(新華社)

「瓜果飄香」的被子植物

花不僅顏值高,而且用途廣。有花植物在生物學上稱為被子植物,這是當今植物界最進化、種類最多、分佈最廣、適應性最強的類群。世界範圍內的現生被子植物約30萬種,占現生植物界種類的絕大多數。

花和果實都是被子植物特有的結構。人類的大部分食物,如穀類、豆類、薯類、瓜果和蔬菜等,都來源於被子植物。即使不能直接被人類食用,被子植物也能提供牲畜所需的飼料。此外,被子植物還提供建築、造紙、紡織、油料、纖維、食糖、香料、蟲蠟、醫藥、樹脂、飲料等不可勝數的原料。

由於種類和個體數量上的優勢,被子植物構成了覆蓋陸地表面植被的大部分,為陸生動物提供了生存所需的生境和食物。在生態上,被子植物用於營造防風林和覆蓋植物,以防止水土流失和海水侵蝕陸地。以被子植物為主要代表的綠色植物,每年向地球提供幾百億噸寶貴的氧氣,同時消耗數百億噸二氧化碳。它們的生存與整個人類的生活息息相關。

「第一朵花」開在中國

最早的花為何起名「南京花」?因為此次發現的化石花標本,產自南京東郊一處早侏羅世地層之中。

「真是令人難以置信,現代化大城市的周邊竟然還能有這麼重大的發現!」第一個找到「南京花」的中科院南京地質古生物所副研究員傅強,用「壯觀」來形容這個化石寶藏。自2016年初他無意中發現「南京花」開始,研究團隊已經陸續找到了200多塊南京花標本。最密集時,一塊兩個巴掌大的化石上,就分佈著七八十朵「南京花」。

「我們很幸運能在中國發現最早的花朵化石。這意味著,中國學者在被子植物的起源研究上將擁有更多話語權。」王鑫說,「南京花」的發現不僅前移了花朵的歷史,還將直接衝擊傳統的被子植物演化理論。植物學界有理論曾認為,花朵雌蕊的基本單位心皮,是由大孢子葉演化而來。而對「南京花」的研究表明,「南京花」不僅沒有心皮,且其雌蕊是由枝和葉共同組成。這一結果,與現代分子生物學的觀點一致。

 

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