從琥珀中發(fā)現(xiàn)最古老的現(xiàn)存花朵距今約一億年，為東南亞早期開(kāi)花植物演化與板塊運(yùn)動(dòng)關(guān)系提供重要證據(jù)

當(dāng)期論文封面

在琥珀中，開(kāi)出一朵“億年花”！

2022年1月，青島科技大學(xué)海洋學(xué)院教授王碩和丈夫施超等人，在《自然·植物》發(fā)表一篇封面論文。

研究中，王碩從琥珀中首次發(fā)現(xiàn)世界上最古老的現(xiàn)存花朵，該琥珀所屬礦區(qū)在緬甸北部。同時(shí)，他們還在非洲最南端找到其現(xiàn)存后裔，這為研究東南亞地區(qū)早期開(kāi)花植物的演化和板塊運(yùn)動(dòng)關(guān)系，帶來(lái)了重要化石證據(jù)。

論文題為《白堊紀(jì)緬甸琥珀中與南非有親緣關(guān)系并適應(yīng)野火頻發(fā)的鼠李科植物》。

王碩和施超

王碩和她研究的部分化石

“沒(méi)想到這個(gè)花已經(jīng)在地球上綻放了一億年，并且它的形態(tài)沒(méi)有發(fā)生大的變化。同時(shí)，花的標(biāo)本見(jiàn)證了板塊漂移和氣候巨變，以及白堊紀(jì)末期的生物大滅絕事件。”王碩說(shuō)道。

并且，該工作在一定程度上回答了達(dá)爾文的“惱人之謎”，由于地球早期頻繁發(fā)生野火，因此如何去適應(yīng)火災(zāi)可能是早期驅(qū)動(dòng)被子植物演化的動(dòng)力之一。

此外，該研究也說(shuō)明東南亞地區(qū)的生物多樣性，可能與非洲南部的生物多樣性有關(guān)聯(lián)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，非洲最南端目前仍舊生存著的這種花，但它其實(shí)起源很早，甚至一億年以前就是現(xiàn)在的樣子。

論文發(fā)布一度受阻，審稿人呼吁“強(qiáng)烈建議發(fā)表”

2020年3月，緬甸發(fā)生軍事政變，當(dāng)局局勢(shì)嚴(yán)重惡化。北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)建議暫停公布所有從緬甸獲得的琥珀化石標(biāo)本。

當(dāng)時(shí)，北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)組織呼吁業(yè)內(nèi)的三十多個(gè)雜志拒絕審理緬甸琥珀的論文。而王碩使用的標(biāo)本恰好來(lái)自緬甸。該論文原本在《自然》和《科學(xué)》上送審過(guò)，后因“緬甸琥珀倫理問(wèn)題”被砍掉。

之后有一段時(shí)間，沒(méi)有期刊愿意受理這篇論文，其中包括Nature Communications、ScienceAdvances、Nature Ecology&Evolution、PNAS等，王碩和團(tuán)隊(duì)一度情緒非常低落。

琥珀中的“菲利卡”及其假單花形態(tài)多樣性

但是，也有很多學(xué)者在相關(guān)期刊聯(lián)名發(fā)表觀點(diǎn)性文章反駁北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)，可這些期刊的影響力較弱，效果都不是很好。后來(lái)， 王碩聯(lián)系N a t u r eEcology & Evolution發(fā)表文章表明中國(guó)科學(xué)家的立場(chǎng)觀點(diǎn)，建議不要把科學(xué)研究政治化。

這時(shí)，論文進(jìn)入一審5個(gè)月左右，同期還有另外兩篇類(lèi)似的觀點(diǎn)性論文發(fā)表，這一定程度上加速了此次論文的發(fā)表。她重新將論文投稿到《自然· 植物》，這次文章審稿進(jìn)度非?？?，審稿人評(píng)價(jià)也很高。2021年9月，期刊編輯表示準(zhǔn)備接受，并將作為封面論文。

王碩表示，四位審稿人的評(píng)價(jià)都很好。其中一位澳大利亞審稿人很有趣，其研究南非植被已有多年，非常確定此次標(biāo)本正是南非的鼠李科“菲利卡”屬。

但他因?yàn)檎撐牡挠⑽膶?xiě)作“罵”了王碩一頓，說(shuō)論文作者中有好幾個(gè)n a t i v e s p e a k e r，語(yǔ)言表達(dá)居然這么差。對(duì)方給她寫(xiě)了很長(zhǎng)的審稿意見(jiàn)，這位審稿人可能是位老先生，附上的文件是手寫(xiě)稿，上面糾正了一大堆英語(yǔ)問(wèn)題，對(duì)方還表示“我強(qiáng)烈建議這篇文章一定要發(fā)表，因?yàn)檫@篇文章非常重要?！?并建議同期發(fā)表一篇Commentary，那時(shí)他甚至已經(jīng)把評(píng)論文章提交給期刊編輯。后來(lái)《自然·植物》并沒(méi)有錄用這位審稿人的Commentary，而是邀請(qǐng)了另一位專(zhuān)家理查德·J · A ·布格斯撰寫(xiě)了題為“Reconf iguring Darwins abominablemystery”的評(píng)述，已于3月3日發(fā)表。

另一位審稿人則認(rèn)為，如果植物鑒定正確，那么文章的意義非常大，可能會(huì)把早期被子植物的演化時(shí)間提前。

“文章盡快發(fā)表比雕琢細(xì)節(jié)更重要”

一開(kāi)始，王碩并未就這篇論文立項(xiàng)，也沒(méi)有申請(qǐng)相關(guān)課題。她只是拿著包括論文在內(nèi)的材料，請(qǐng)資深專(zhuān)家?guī)兔﹁b定，中科院昆明植物所和植物所（北京）的專(zhuān)家基本起初都不認(rèn)識(shí)該標(biāo)本。

經(jīng)過(guò)若干時(shí)間的努力，王碩及專(zhuān)家們將該標(biāo)本鑒定為鼠李科，但是很多業(yè)內(nèi)同行都不相信會(huì)是這么早的標(biāo)本，大家完全不敢聯(lián)想到現(xiàn)存的被子植物上面。

后來(lái)，她獲悉中科院北京植物所與南非方面交換過(guò)標(biāo)本。再后，北京植物所的張憲春老師幫王碩牽線，讓她得以去北京植物所查標(biāo)本。

在北京，她查了很久的標(biāo)本，后來(lái)又找南非方面繼續(xù)給其寄標(biāo)本。收到之后，她對(duì)標(biāo)本進(jìn)行解剖， 根據(jù)C T圖像一比一進(jìn)行對(duì)照，期間非常耗時(shí)，這有點(diǎn)像證明“我”是“我”的過(guò)程。

王碩表示：“如果標(biāo)本就是鼠李科，那么它的意義很大，會(huì)把整個(gè)開(kāi)花植物的起源推到很早之前，同時(shí)或?qū)⒆C明東南亞植被的多樣性與開(kāi)普植物區(qū)有聯(lián)系。這個(gè)問(wèn)題在學(xué)界一直有爭(zhēng)議，20世紀(jì)三四十年代就有專(zhuān)家提出過(guò)不同假說(shuō)。另外，此次發(fā)現(xiàn)對(duì)于區(qū)系地理的形成、尤其是東南亞的生物多樣性也有重要意義，包括對(duì)氣候變化的生態(tài)適應(yīng)和板塊漂移等。如審稿人所說(shuō)，論文能輻射的點(diǎn)太多太多。但是，由于自己資歷太淺，沒(méi)有展開(kāi)去寫(xiě)?！?/p>

寫(xiě)論文期間，王碩前后換了很多版本。在最初一版， 她把重點(diǎn)放在開(kāi)花植物起源上，后面則有一個(gè)版本重點(diǎn)講解板塊運(yùn)動(dòng)。

論文的共同作者羅伯特·斯派塞在幫王碩修改論文的英文表達(dá)時(shí)，給她寫(xiě)過(guò)一封郵件。他說(shuō)這篇文章就一定要上《自然》或《科學(xué)》，因?yàn)榉至刻亍?/p>

當(dāng)她第一次把文章發(fā)給另一位共同作者美國(guó)堪薩斯大學(xué)邁克爾·恩格爾時(shí)，他當(dāng)時(shí)特別興奮，說(shuō)看了以后睡不著覺(jué)。此外，王碩也就論文中區(qū)系地理的問(wèn)題，請(qǐng)教過(guò)中科院院士洪德元，洪院士在手寫(xiě)信中回復(fù)稱(chēng)：“文章盡快發(fā)表比雕琢細(xì)節(jié)更重要?！?/p>

該論文輻射的大量知識(shí)，也能串聯(lián)出很多老院士此前提出的假說(shuō)，從化石角度提供了一些新證據(jù)。

例如，最近《科學(xué)》發(fā)表了一篇琥珀中的龍腦香科植物花粉的論文，與王碩論文中的緬甸琥珀屬于同一個(gè)礦區(qū)。同行的這篇論文，證明龍腦香科植物來(lái)源于南半球原始古大陸岡瓦納大陸，后跟著印度板塊傳播到現(xiàn)在的東南亞。

該論文的結(jié)論與王碩論文的結(jié)論十分一致。雙方使用了不同數(shù)據(jù)和不同植被類(lèi)群，證明了同一觀點(diǎn)，并得到同一科學(xué)結(jié)論。

以本次論文為出發(fā)點(diǎn)， 還可研究被子植物的起源時(shí)間、板塊運(yùn)動(dòng)、生物多樣性起源、系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的修正、以及早期的氣候適應(yīng)等。

曾被學(xué)生質(zhì)疑研究方向，摸索產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行自我“造血”

王碩在青島科大的第一個(gè)研究生，是她從中科院動(dòng)物所帶過(guò)來(lái)的，入學(xué)初試時(shí)獲得動(dòng)物所生態(tài)學(xué)最高分，復(fù)試被調(diào)劑。由于所錄取學(xué)校和第一志愿有落差，再加上北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)事件的影響，他覺(jué)得就不該研究琥珀，研究涉及倫理問(wèn)題的緬甸琥珀更是把整個(gè)團(tuán)隊(duì)都帶進(jìn)了死路，加之家庭變故，繼而決定放棄讀博深造。

王碩感到十分惋惜，她說(shuō)：“那是很熱愛(ài)科研的一個(gè)孩子，他覺(jué)得這些材料是一把鑰匙，中生代發(fā)生了很多我們現(xiàn)在不知道的故事，他說(shuō)過(guò)自己要做一輩子，還說(shuō)有很多秘密等待揭示。入學(xué)時(shí)他是青島科大的最高分，從中科院動(dòng)物所調(diào)劑過(guò)來(lái)，結(jié)果讀碩到最后就發(fā)了一篇很小的文章，剛夠畢業(yè)?！?/p>

當(dāng)時(shí)， 有很多人問(wèn)王碩為什么不做昆蟲(chóng)？琥珀里的昆蟲(chóng)標(biāo)本量，大概是植物的十多倍。而且昆蟲(chóng)體積較小，很容易在一個(gè)琥珀中找到完整標(biāo)本，也很容易將其鑒別到具體的科屬。但對(duì)于植物標(biāo)本來(lái)說(shuō)，這基本不可能。

在琥珀和現(xiàn)存植物種類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的花粉粒

研究中，內(nèi)部作者也曾出現(xiàn)嚴(yán)重爭(zhēng)論，由于不是根據(jù)一株完整的植物進(jìn)行鑒定，部分作者認(rèn)為至多只能說(shuō)明和某一個(gè)屬很接近。為此， 王碩完整復(fù)原了它的枝條、莖葉、花、果實(shí)、種子、花粉，然后與現(xiàn)生標(biāo)本一比一對(duì)比，并復(fù)原了整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程，從而證明此次標(biāo)本確實(shí)屬于鼠李科。

在論文投稿中，由于北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)的攻擊導(dǎo)致論文無(wú)法被送審，王碩所有的合作者都很失望，本以為2021年底能發(fā)表。共同作者羅伯特· 斯派塞也在郵件里安慰她，說(shuō)這是政治因素非團(tuán)隊(duì)之力所能克服。

但是她也坦言，北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)事件也帶來(lái)了一定“幫助”。多年前，當(dāng)王碩還在昆明的時(shí)候，就有人勸她開(kāi)個(gè)博物館，到青島科大之后也有人勸她。

“但是，我們兩口子都是搞科研的，也不懂運(yùn)營(yíng)。了解之后就退縮了，主要不知道該怎么運(yùn)營(yíng)博物館。古生物學(xué)要求標(biāo)本要保藏在公立機(jī)構(gòu)并且開(kāi)放檢視，北美古脊椎動(dòng)物協(xié)會(huì)當(dāng)時(shí)攻擊中國(guó)人把標(biāo)本放在私人手里，導(dǎo)致很多外國(guó)科學(xué)家想檢視標(biāo)本變得困難，而且標(biāo)本可能會(huì)被倒賣(mài)。在審稿的時(shí)候，他們提到青島科大不是國(guó)際上公認(rèn)的博物館，不具備化石標(biāo)本的保藏資質(zhì)，這也是拒絕審稿的理由之一?！蓖醮T表示。

之后，她“被迫”做產(chǎn)業(yè)化。慢慢地，她和丈夫施超開(kāi)始嘗試科普性工作，同時(shí)對(duì)琥珀開(kāi)發(fā)出一些下游產(chǎn)業(yè)，例如琥珀飾品、琥珀茶具、珠寶文創(chuàng)等，同時(shí)也在申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利。這兩年，夫妻二人做的琥珀茶具還獲得了遼寧省輕工行業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

“我們現(xiàn)在有理由相信，基礎(chǔ)研究也可產(chǎn)業(yè)化。另外， 我們也打算做鑒定檢驗(yàn)工作，即提供科研人員判斷的標(biāo)準(zhǔn)以供大家參考，但是否會(huì)落實(shí)還不確定?？傊@些發(fā)散型工作帶來(lái)了重要啟發(fā)： 太過(guò)基礎(chǔ)的研究，不能僅指望著國(guó)家或單位養(yǎng)活，要想辦法讓研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)生良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自我造血?！蓖醮T表示。

她調(diào)侃自己和丈夫是“純中國(guó)制造”的博士，倆人都沒(méi)有海外留學(xué)經(jīng)歷，但在本次論文研究中， 形成了一支國(guó)際化團(tuán)隊(duì)。她說(shuō)：“我們知道了怎樣與外國(guó)人合作，以及中國(guó)人在合作中應(yīng)該扮演的角色，并逐漸探索出一種中國(guó)科研范式。”

王碩和團(tuán)隊(duì)

王碩正在研究的琥珀化石

對(duì)于后續(xù)計(jì)劃，她表示：“反正這輩子我要一直做琥珀?！蹦壳斑€有70個(gè)蕨類(lèi)標(biāo)本沒(méi)做完，下一步打算做蕨類(lèi)植物在中生代時(shí)期的多樣性演化。而琥珀更像是一張拍自史前的生態(tài)照，是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的橫截面，它就定格在所形成的時(shí)間。基于這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，橫向可以去研究多樣性，縱向可以研究起源和進(jìn)化過(guò)程，以及各個(gè)生態(tài)位之間的相互作用和協(xié)同進(jìn)化等。