現代快報訊（記者 阿里亞）被子植物佔據植物界大半壁江山，一直備受植物學家的關注。一塊2.37億年前的古植物化石，身份「跨界」，對傳統理論提出挑戰……近日，由中國科學院南京地質古生物研究所研究員王鑫主持的一項研究成果——《來自西班牙中三疊統的前心皮》發表在國際著名學術期刊《植物》上，為了解被子植物起源提供了全新視角。
植物也玩「跨界」？化石中現驚喜
被子植物也稱為開花植物，是現今植物界最繁盛和分佈最廣的類群。「目前地球上已知的被子植物大約有30-40萬種，佔據植物界多樣性的90%以上。」王鑫說，被子植物既是人類起源的重要生態因素，又是人們賴以生存的重要生物資源。
想像一下遠古的地球，即便陸地上到處都是茂盛森林，卻沒有一朵花開。大約在1億多年前的某一天，被子植物才姍姍來遲。它們以鮮艷的色彩、種類繁多的花朵，把地球裝點得分外美麗。
從裸子植物到被子植物，是植物演化史上非常重要的「一躍」。然而，儘管上百年來人們不懈努力，被子植物的起源仍是植物學家所面臨的難題。
△三疊紀跨界者的模式標本
「這塊長度大約38毫米的化石來自植物生殖器官，形態結構保存完好。」王鑫告訴現代快報記者，他研究多年的這塊化石名叫「三疊紀跨界者」，二十多年前在西班牙2.37億年前的三疊紀地層中發現。該化石中的生殖器官既具有裸子植物松柏類球果的外貌，又具有近似被子植物的胚珠包裹狀態。
王鑫介紹，從形貌上看，該化石很像2億多年前的裸子植物中松柏類的一顆球果。但仔細觀察後會發現，這個「球果」的「苞鱗」幾乎完全包裹住了其腋部的倒生胚珠。之所以說「幾乎完全包裹住」是因為「苞鱗」在其腹面還留了一個縫。這個「縫」則意味着該生殖器官對其胚珠的包裹程度尚未達到被子植物應有的程度。
△生殖器官側生單元的腹縫線（箭頭）
這種形態結構類似某些原始的被子植物中尚未完全閉合的心皮，而心皮是被子植物獨有、裸子植物中不曾有的結構。
挑戰傳統理論，多維度揭示植物進化奧秘
儘管研究了很多年，但是王鑫仍然覺得被子植物起源是一個謎，是一個重要且複雜的科學問題之一。
「它的起源過程很複雜，中間有很多很多路徑，也可能每個階段都發生了許多變化。我們在追溯過去的東西，目的是知道被子植物起源過程中所有的細節，所以有很多事情需要去做。」王鑫說，這個過程就像探尋歷史的本色一樣，可以無限細化。
被子植物令人驚嘆的成功進化，主要原因是花的形成。作為被子植物特有的生殖器官，花在植物的生活周期中佔據有極其重要的地位。在植物個體發育中，花的分化標誌着植物從營養生長轉入了生殖生長。只有根莖葉發育良好的基礎上，到達一定時期，才能順利開花又結果。
長期以來，迷人且古老的被子植物吸引着像王鑫這樣的眾多植物學家的注意，他們有各自的看法和見解。
△伴生的一個側生單元中的胚珠，腹面觀；箭頭指向其珠柄
「植物地上部分的器官總體來說分為兩類，一種是葉，一種是枝，這兩個器官在現代植物的發育過程由不同的基因調控。」王鑫介紹，目前學界的主流觀點有兩派：一派認為胚珠是長在枝的頂端上，而不是長在葉子上或者葉子的邊緣；另一派認為從本質上來講，所有的植物器官都是由葉演變來的。
按照傳統理論，被子植物雌蕊的基本單元——心皮，是由邊緣上長胚珠的大孢子葉經過沿縱向內卷形成的。近年來，王鑫提出的「一統理論」認為，心皮是由一片葉包裹一個長胚珠的枝形成的複合結構。此前這一理論已經得到部分化石證據支持，也符合當前植物功能基因的研究成果。
「『三疊紀跨界者』是目前裸子植物中最接近被子植物的種類，很可能是裸子植物和被子植物之間的過渡類群。它的胚珠直接長在枝上，而不是長在葉子邊緣上。」王鑫表示，「三疊紀跨界者」化石能夠幫助我們揭示更多的植物演化奧秘。因為它的形態結構沒有超出「一統理論」的預測範圍，卻與此前傳統理論的預測不符。
（圖片來源：中科院南京地質古生物研究所）
