“靜子花”復(fù)原圖

琥珀化石中的“靜子花”

■本報(bào)記者袁一雪

達(dá)爾文在19世紀(jì)中后期提出了生物進(jìn)化論，認(rèn)為生物是通過遺傳、變異和自然選擇，從低級到高級，種類由少到多，按時(shí)間順序分化和發(fā)展。

但并不是所有化石證據(jù)都指向達(dá)爾文期望印證的方向。比如，被子植物在白堊紀(jì)中期突然大量出現(xiàn)的現(xiàn)象，就令達(dá)爾文百思不得其解。因?yàn)檫_(dá)爾文找不到更早的被子植物的線索，也就和他所希冀從少到多逐漸發(fā)展的模式不吻合，所以他將被子植物的起源稱為“討厭的謎團(tuán)”。

近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員王鑫團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)報(bào)告》上報(bào)道了一件被命名為“靜子花”的化石，為被子植物在白堊紀(jì)中期大量出現(xiàn)提供了一個(gè)新的證據(jù)。

此前，本報(bào)曾以《科學(xué)家發(fā)現(xiàn)開在一億年前的“神秘花”》為題進(jìn)行簡要報(bào)道，為了進(jìn)一步探究這朵“花”的神秘色彩，本報(bào)記者再次采訪了王鑫。

一朵保存完整的花

9900萬年前，安靜生長的“靜子花”，剛剛完成向外散播花粉的“重任”，但是花粉還未飄遠(yuǎn)，突然就被一大團(tuán)樹脂包裹住，將時(shí)間定格在它最美麗的一瞬間，也包裹住了尚未散去的花粉。在歷經(jīng)將近一億年的地質(zhì)滄桑后，靜子花定格成琥珀中的花朵被科研人員發(fā)現(xiàn)并帶回實(shí)驗(yàn)室研究。

“從化石中可以清楚地看到，它是一朵五瓣花，并且具有花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊，是十分典型的核心真雙子葉植物的五瓣花類。”王鑫在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說。

核心真雙葉子植物，就是普通人眼中所謂的真正的真雙子葉植物，而雙子葉植物則是指種子萌發(fā)時(shí)具有兩片子葉的植物。

不過，靜子花已經(jīng)是花朵而非發(fā)芽的幼苗，所以研究人員判斷的依據(jù)自然還有其他特征。其中最直接的就是其三溝型的花粉，其次還有5數(shù)的花萼與花瓣。

“判斷真雙子葉植物是不是核心真雙子葉植物的依據(jù)就是花萼與花瓣是否分化，如果兩者已經(jīng)分化，而且花萼和花瓣都是輪生的，即為核心真雙子葉植物。”王鑫解釋說。非核心真雙子葉植物中的花萼與花瓣則與之不同，其花萼花瓣要么是尚未分化，要么呈螺旋排列。

在這塊“靜子花”的琥珀化石中，研究人員測量了花朵直徑約為6毫米，有5個(gè)互相分離的萼片和花瓣。同時(shí)，被保留下來的還有花朵中央大約10枚雄蕊和1枚雌蕊，雌蕊由3個(gè)心皮組成。“它的花粉是真雙子葉植物中最典型的三溝型花粉。”王鑫補(bǔ)充道。

三溝型花粉具有3個(gè)縱向的萌發(fā)孔，這是真雙子葉植物（被子植物中最大的類群）特有的，因此真雙子葉植物也被有的植物學(xué)家稱為“三溝粉類”。研究人員還在“靜子花”附近發(fā)現(xiàn)了800多粒三溝型花粉，從距離判斷應(yīng)該屬于“靜子花”。而“靜子花”中產(chǎn)生和儲(chǔ)存花粉的花藥已經(jīng)開裂，其花粉已經(jīng)散出。同時(shí)，研究人員還在花蕊底部發(fā)現(xiàn)了蜜盤，這一結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)顯示“靜子花”的傳粉很可能與昆蟲有關(guān)。

“李靜”與“靜子花”

在發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》的論文中，“靜子花”的拉丁文名是Lijinganthus revoluta。Lijing即為“李靜”。王鑫解釋說，化石可以以人名或者地名來命名，“李靜”是人名。

1986年到1990年，王鑫在北京大學(xué)地質(zhì)系學(xué)習(xí)，與他同屆中文系的女生李靜是同學(xué)們眼中的才女，也是位女詩人，可惜她英年早逝。“我在學(xué)校時(shí)并不認(rèn)識李靜，應(yīng)該說李靜與這塊化石是同時(shí)進(jìn)入我的視野的。為了紀(jì)念她，我用她的名字命名了化石。”王鑫說。

其實(shí)，關(guān)于這塊化石的研究論文早在兩年前就已經(jīng)由王鑫團(tuán)隊(duì)完成，但是投稿過程相當(dāng)曲折，投稿到多個(gè)國際期刊，陰差陽錯(cuò)都未能發(fā)表，最后投稿《科學(xué)報(bào)告》，才在11月最終發(fā)表。

令人惋惜的是，兩年前，存在于9900萬年前的“靜子花”是當(dāng)時(shí)世界發(fā)現(xiàn)的核心真雙子葉植物中最早的花，但是時(shí)間到了2018年，美國的同行將真雙子葉植物的記錄提早到1.05億年前，主要是因?yàn)榕c他們9400萬年前的花朵歸入同一屬種的果實(shí)的年齡更老。

被子植物起源依舊成謎

世界各地的化石記錄表明，大約1億年前，被子植物在世界各地迅速增加。那么，被子植物真的是一夜之間就“占據(jù)”了地球嗎？

王鑫認(rèn)為，令達(dá)爾文困惑的原因或許只是他受限于當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的化石證據(jù)以及相應(yīng)的解讀。但經(jīng)過了上百年的研究，人們發(fā)現(xiàn)在達(dá)爾文所關(guān)注的時(shí)代之前的早白堊世，甚至侏羅紀(jì)都有被子植物，被子植物的起源時(shí)間必然比這些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化石的時(shí)間更早。“目前，被子植物的起源時(shí)間依然無法確定，但是國際學(xué)術(shù)界比較公認(rèn)的最早被子植物化石記錄是1.25億～1.3億年前。”王鑫表示。

但他同時(shí)解釋說，現(xiàn)在人們提到的被子植物起源以及演化關(guān)系中，很多內(nèi)容是植物學(xué)家根據(jù)現(xiàn)代植物的研究結(jié)果推測出來的。這些演化關(guān)系和規(guī)律對于人們系統(tǒng)認(rèn)識植物很重要，就像是一棵譜系樹。有了“主干”，科學(xué)家們可以再逐步根據(jù)化石證據(jù)，推測樹干上分支的位置以及與相鄰分支之間的關(guān)系。

“植物演化規(guī)律讓人們在學(xué)習(xí)時(shí)可以把握植物發(fā)展變化的關(guān)鍵點(diǎn)。生物演化網(wǎng)絡(luò)在某種程度上像是三維的結(jié)構(gòu)。時(shí)間是其中的縱向軸，根據(jù)同一時(shí)間截面上的信息可以推測過去某個(gè)時(shí)間段發(fā)生了什么事件，而這個(gè)結(jié)論在得到化石證據(jù)的檢驗(yàn)之前永遠(yuǎn)還只能是個(gè)推測。”王鑫說，“過去百余年的植物學(xué)實(shí)踐證明，僅僅基于現(xiàn)代植物的信息而提出的理論沒有‘預(yù)測’過去的能力，如何讓理論既符合現(xiàn)代的植物學(xué)實(shí)際又符合過去的植物學(xué)實(shí)際，唯一的解決辦法就是不但要搞清楚現(xiàn)代的植物，還要把過去的植物搞清楚。”所以，被子植物到底起源于何時(shí)何地，恐怕最終只能靠化石證據(jù)來確定。