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          重大突破

          早白堊世發現目前最早的、完整保存的單子葉植物化石

            被子植物是現今生態系統中最重要的組成成分,人類的生存和發展都與被子植物的興衰密不可分。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,在植物學中都屬于被子植物中的一個大類群----單子葉植物。因此,從某種程度上說,沒有被子植物就沒有人類;沒有單子葉植物就沒有農業文明。 

            但是,植物學家此前對被子植物(尤其是單子葉植物)的起源和歷史了解甚少。盡管過去二三十年,義縣組地層因其產出的被子植物化石而聞名于世,但截至目前已發現的化石中并沒有出現保存較好的單子葉植物化石。 

            近期,中國科學院南京地質古生物研究所王鑫研究員與福建農林大學、深圳市蘭科植物保護研究中心的同行合作,在早白堊世(1.25億年前)的義縣組地層發現了整株完整保存的單子葉植物----寧城中華草Sinoherba ningchengensis,這是截至目前為止全球范圍內最早的可靠的單子葉植物化石記錄。相關研究成果發表在《遠古世界》(Palaeoworld)上。 

            寧城中華草的化石標本產自內蒙古自治區寧城縣大雙廟鎮劉家南溝附近的義縣組地層?;4嬗诨野咨毶皫r中,長約26厘米,寬5厘米。令人欣喜的是,寧城中華草是作為一個完整的植株保存的,包括根、莖、葉、花直接相連的各個器官。這種獨特的保存方式減少了人為拼接所造成錯誤的可能,保證了研究結論的可靠性。 

            寧城中華草的標本中保存了具有側根的根系,它的莖細長且具有明顯的節,莖上長附著多枚葉片。葉片細長,具有平行葉脈,基部具有抱莖的葉鞘。標本中還保存了植物頂端的花序,花序包含多朵花,周圍有解讀為花被的葉狀結構。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,基部有一個直立的胚珠。通過對比研究,研究者發現寧城中華草的葉脈和葉鞘與單子葉植物的可比性很強,這一結論也進一步得到了分支分類學分析的支持。 

            按照現在人們對被子植物系統學的認識,單子葉植物是相對較進化的植物類群。此前關于這個類群的化石記錄不多,因此對其起源和演化的認識有限。此次在1.25億年前的義縣組地層中發現如此完整的單子葉植物實屬罕見。這一發現不僅增加了義縣組植物群的多樣性,而且也暗示了義縣組所處的早白堊世不太可能是被子植物真正的起源時代,被子植物的歷史很可能追溯到侏羅紀甚至更久遠的時代。 

            論文相關信息:Zhong-Jian Liu, Li-Jun Chen, Xin Wang, 2021, A whole-plant monocot from the Lower Cretaceous, Palaeoworld, https://doi.org/10.1016/j.palwor.2020.03.008. 

            

           

            化石全貌及細節 

           

            寧城中華草Sinoherba ningchengensis復原圖 

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