进化杂谈 世界上最早的花究竟何时出现

内蒙古早白垩世硅化的盔籽植物解剖结构

　　辽宁古果

（中国科学院南京地质古生物研究所供图）

　　植物世界开始并没有花，花儿何时盛开大地，为我们带来美丽多彩的世界，一直是令科学界执迷的世界性难题。

　　破解“讨厌之谜”，被子植物演化提供关键证据

　　进化生物学的奠基人、英国博物学家达尔文在他的研究中就已注意到，1亿年前的白垩纪时代植物界就有了开花植物，并发生了快速演化。但他为寻找不到有花被子植物的源头和突然出现的多样性有花植物感到深深地思虑，因为这与他的进化论观点“生物演化是渐进的”相悖，他对此感到非常困惑。1879年，达尔文在给时任英国皇家植物园（邱园）主任J.D.Hooker爵士的信中，针对被子植物在白垩纪地层中突然大量出现，却又找不到它们的祖先类群和早期演化的线索的现象，无奈地称之为是一个“讨厌之谜”。

　　为了破解达尔文的“讨厌之谜”，科学界在过去一百几十年来做了不懈努力，一直将被子植物的起源与早期演化视作植物学、古生物学和进化生物学研究中的热点问题。全世界的古植物学家为解开这个谜，则在艰苦探索最古老的被子植物化石。

　　近来，中国古生物学家领衔的国际团队在英国《自然》杂志在线报道了最新研究成果，他们在我国内蒙古发现了一个特异埋藏的早白垩世植物化石群，通过对这一植物化石群中精美的硅化植物标本的研究并结合谱系发育分析，证实被子植物的祖先类群早在距今约2.5亿年前就已经出现。这一观点迅速引起了科学界的极大关注，被认为是中国古植物学对被子植物演化理论认识的重要突破，为理解被子植物白垩纪之前的演化提供了关键证据，部分回答了达尔文的“讨厌之谜”。

　　显露“庐山真面目”，辽宁古果是世界上最早的花

　　探索被子植物起源，最热门的要数寻找最古老的被子植物化石了。在上世纪六七十年代，由于没有在白垩纪之前的地层中发现被子植物化石的确凿证据，并且也没有找到被子植物的花粉证据，因此有科学家提出被子植物应该起源于早白垩世。但自上世纪九十年代以来，我国科学家在最早的被子植物化石研究方面一再有突破性发现，成为早期被子植物研究世界最瞩目的热点之一。

　　当时在中科院南京古生物研究所的孙革教授首先发现的辽宁古果，被认为是确凿的最早被子植物化石，曾得到国际学术界的充分肯定：辽宁古果是“迄今发现的唯一有确切证据的世界上最早的花”。康奈尔大学的Crept教授评论指出，这个被达尔文称为“令人费解的谜”的难题，由于南京地质古生物研究所的孙革等的发现，终于向人们显露了一些“庐山真面目”。

　　进入新世纪，古果家族又添新的成员，中华古果、十字里海果接连发现，显示了花儿世界的多样性，丰富了科学家对于被子植物起源和早期演化的认识，一个完整的演化链条似乎隐约出现。紧接着，中国学者发现了更早的侏罗纪的被子植物化石中华史氏果、中华星学花和潘氏真花等。2018年，中外科学家团队向世人报道了令人十分惊异的新发现——距今至少有1.74亿年，绽放于侏罗纪早期的“南京花”，但这一成果受到了不少质疑。而国外科学家也获得了一些重要发现，德国发现了早侏罗世的小穗施氏果，欧洲科学家还在三叠纪地层分离出了与被子植物无法区别的花粉化石。这些研究成果都极大地推动了被子植物起源和早期演化的研究。

　　同时，由中国科学院昆明植物研究所种质库李德铢研究员带领的研究团队，多年来致力于植物系统发育基因组学的研究。他们在2019年国际植物学顶级期刊《自然—植物》在线发表了重要研究成果，指出被子植物起源于三叠纪晚期的瑞替期。

　　引领陆地生态系统形成，花使植物界焕然一新

　　对花海世界的探源难道就尘埃落定了吗？最近新问世的成果，来自内蒙古新发现的化石又提供了崭新认识。研究人员通过对31个分类群和83个性状的形态数据矩阵的不同方法的谱系发育分析显示，包括盔籽植物、开通植物、舌羊齿植物等在内的，具有相似弯曲壳斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲，并很可能包括了被子植物的直接祖先。而这一大类绝灭种子植物的化石可追溯至晚二叠世，表明被子植物的祖先类群早在距今约2.5亿年前就已经出现，并不是在白垩纪突然出现的。

　　美丽的花朵体现了植物世界繁殖策略的最高境界。花的出现使植物界焕然一新，它为大地披上了多彩的浓妆，为动植物创造了协同演化的动力，并引领了新型的陆地生态系统的形成。在花的吸引下，庞大的昆虫家族赫然形成，蝴蝶们翩翩起舞、蜜蜂们嗡嗡作响，无不是在为花的怒放奏响美妙的交响曲。

　　被子植物是当今世界植物界中种类最多、分布最广的类群，在当今世界已占植物总量的80%。当今被子植物的大繁盛源自白垩纪以来形成的它与动物界所建立的协同演化机制，这种协同演化关系仍是维系目前大自然生态系统的根本之所在。

　　（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员、南京古生物博物馆名誉馆长）