植 物

東亞常綠闊葉林的悠久歷史

東亞地區(qū)的亞熱帶常綠闊葉林，雖在現(xiàn)今全球范圍內(nèi)是較為獨(dú)特的一種植被類型，但廣泛的化石記錄顯示整個(gè)北半球在新生代早期多為這種植被所覆蓋。因此對它起源與演變的研究，對探尋北半球植被與生物多樣性格局的形成有著重要意義。以往由于缺少東亞地區(qū)的化石證據(jù)，一般認(rèn)為北美和歐洲的常綠闊葉林區(qū)系更為古老，東亞的現(xiàn)存只是它的“孑遺”或“博物館”。然而，近年來在東亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)的古近紀(jì)化石正在逐步挑戰(zhàn)這種看法。在滇東南文山盆地中發(fā)現(xiàn)的漸新世文山植物群，是我國目前為止物種最為豐富多樣的新生代植物群。它具有較早的地質(zhì)時(shí)代，對解決東亞常綠闊葉林的起源問題有重要作用。鼠刺屬是虎耳草目鼠刺科小喬木或灌木。該屬常綠種類是東亞常綠闊葉林中常見的灌木層植物，而落葉種類又與東亞－北美的暖溫帶落葉闊葉林關(guān)聯(lián)，因此它也是研究落葉闊葉林與常綠闊葉林的關(guān)系的很好材料。近期，研究者在文山植物群的化石收藏中鑒定出一種鼠刺屬的葉片。通過與現(xiàn)生種類葉脈結(jié)構(gòu)的研究對比，確定其屬于常綠鼠刺組，最近親緣種為峨嵋鼠刺。鼠刺可能起源于熱帶亞洲，但其多樣性中心是我國南部的亞熱帶地區(qū)，是常綠闊葉林的指示物種。結(jié)合植物群中發(fā)現(xiàn)的其他類群，表明在早漸新世時(shí)（約3000萬年前），這一植被類型便已存在了。（Plant Diversity 2021, https://doi.org/10.1016/j.pld.2020.09.006）

植物開花時(shí)間的調(diào)控

開花時(shí)間是植物生活史中非常重要的一個(gè)性狀。由于植物自身的不可移動(dòng)性，當(dāng)遭遇到環(huán)境制約，為了響應(yīng)發(fā)育和環(huán)境的雙重信號(hào)，植物可通過復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)整開花時(shí)間，以維持繁殖成功率。因此，植物響應(yīng)逆境脅迫的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與開花時(shí)間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能存在一些共同的調(diào)節(jié)樞紐，這些樞紐尚有待于進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。熱休克蛋白（HSPs）是植物響應(yīng)逆境脅迫的重要家族，參與干旱、高溫、脅迫等多種環(huán)境脅迫的響應(yīng)。近期，研究者利用反向遺傳學(xué)、分子生物學(xué)與遺傳雜交等方法對熱休克蛋白HSP101在正常生長條件下的功能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，在正常生長條件下，擬南芥HSP101影響多條開花時(shí)間調(diào)控途徑基因的表達(dá)，可能是植物平衡發(fā)育和脅迫響應(yīng)的一個(gè)共同樞紐。（Plant Physiology 2021,kiab052）

在化石數(shù)據(jù)庫里尋找開花植物的起源

開花植物的起源一直以來都是個(gè)謎，進(jìn)化論的奠基人達(dá)爾文把開花植物突然出現(xiàn)在化石記錄中的現(xiàn)象稱為“惱人的謎團(tuán)”。隨著基因組時(shí)代的來臨，由分子數(shù)據(jù)估算的開花植物起源的時(shí)間比已發(fā)現(xiàn)的最古老的被子植物化石要早很多，被子植物究竟起源于何時(shí)變得更加撲朔迷離。近期，研究者利用大型植物化石數(shù)據(jù)庫，根據(jù)新開發(fā)的數(shù)學(xué)模型，使用計(jì)算機(jī)模擬的方法，發(fā)現(xiàn)開花植物可能起源于侏羅紀(jì)甚至更早，比公認(rèn)的最古老的化石記錄要早數(shù)百萬年。早期的開花植物很可能長期以來生活在由蕨類植物和裸子植物所主導(dǎo)的古老的陸地生態(tài)系統(tǒng)中。但受限于稀有性以及石化概率較低等因素，早期開花植物化石難以被發(fā)現(xiàn)。化石記錄顯示開花植物的多樣化可能在過去8千萬年到1億年間建立，但開花植物在占據(jù)主導(dǎo)前它們可能已經(jīng)存在了一億年之久。(Nature Ecology & Evolution 2021, https://doi.org/10.1038/s41559-020-01387-8)

早白堊世發(fā)現(xiàn)目前最早的、完整保存的單子葉植物化石

單子葉植物是被子植物中的一大類群，人類賴以生存的大部分糧食作物例如小麥、水稻、高粱、谷子等都來自于這類植物。單子葉植物的化石極為稀少。內(nèi)蒙古寧城縣早白堊世（1.25億年前）的義縣組地層發(fā)現(xiàn)了整株完整保存的單子葉植物——寧城中華草（Sinoherba ningchengensis）?；４嬗诨野咨?xì)砂巖中，包括根、莖、葉、花直接相連的各個(gè)器官。標(biāo)本根系具側(cè)根，莖細(xì)長且具有明顯的節(jié)，莖上長附著多枚葉片。葉片細(xì)長，具有平行葉脈，基部具有抱莖的葉鞘。其頂端的花序包含多朵花，周圍有解讀為花被的葉狀結(jié)構(gòu)，中央是橢圓形的雌蕊，雌蕊頂端具有粗短的花柱，子房腔頂端分成兩室，基部有一個(gè)直立的胚珠。通過對比研究，研究者發(fā)現(xiàn)寧城中華草的葉脈和葉鞘與單子葉植物的可比性很強(qiáng)，這一結(jié)論也進(jìn)一步得到了分支分類學(xué)分析的支持。（Palaeoworld 2021, 30:169—175）