#科普# 一朵1500万年前的花 能让我们接近花朵演化的真相吗

雍容华贵的牡丹、冰肌玉骨的水仙、出污泥而不染的荷花……千百年来,人们用诗词、歌曲、绘画、影像作品赞美花朵的芬芳美丽、赋予它们深刻的寓意。

  但是,植物学家却在思考:这些美丽的花朵从何而来,又是如何演化的?

  百余年来,达尔文的生物进化论深入人心,但花朵的演化史却是植物学家的难解之题,花朵演化之谜甚至被《科学》杂志列为125个世界级科学难题之一。

  植物学界猜测认为,花是一个纵向压缩的枝。这得到很多植物学家的认可,也得到现代植物学研究的支持,相关化石证据却一直缺席。

  记者10月10日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所王鑫研究员领导的国际团队合作完成的论文《中新世琥珀里的独特化石为花朵演化提供新的启示》于近日发表在《古昆虫学》上。他们在一块1500万年前的多美尼加琥珀中发现了一种奇特的花朵化石——五数丁氏花。化石清晰地呈现出该花是一个纵向压缩的枝,为花朵演化提供了重要证据。

  花朵其实是被子植物的生殖器官

  花朵之所以具有观赏价值,主要由于婀娜多姿、颜色艳丽的花瓣。花瓣也成为区分不同花朵的显著特征之一。

  但是在植物学家眼里,花朵只不过是一个用来繁殖下一代的器官,因此他们更加关注产生生殖细胞的雄蕊与雌蕊,这对于花的繁殖演化具有重要作用。

  “典型的花,一般由花柄和着生其上的花萼、花瓣、花蕊组成,花蕊又分为雄蕊与雌蕊。”王鑫告诉科技日报记者。

  对植物学稍有了解的人还会发现一个奇怪的现象,部分花朵没有花瓣,比如金粟兰。倘若林黛玉树下葬花,遇到的是这样的花朵该如何是好呢?

  翻开植物演化教材我们会发现,与地球45亿年历史、最早植物苔藓数亿年历史相比,花朵出现的时间并不长,只有约一两亿年。

  “现在人们通称的花朵,实际上是被子植物的生殖器官。在被子植物出现之前,用孢子繁殖的苔藓和蕨类植物已在地球上生长了几亿年。”王鑫介绍说。

  被子植物,即开花植物,堪称植物世界的王者。它是当今植物界中进化程度最高、种类最多、分布最广、适应性最强的类群。现知全世界被子植物共有30多万种,占植物界总数的绝大多数。

  从现代基因学角度来看,花朵的发育本质上受到几个基因的控制,大致分为控制花萼、花瓣和花蕊的3类基因,科学家依照遗传学提出了花发育的ABC模型。不同的基因表达,决定了不同类群植物的花的大致结构,最终发育成我们所看到的花花世界。

  神秘琥珀化石证实科学猜想

  2002年5月,中国科学院南京地质古生物研究所孙革研究员团队在《科学》杂志刊发论文称,他们发现了一种距今约1.25亿年前的开花植物化石,并命名为中华古果。

  在人们的眼里,古果更像是草本植物,因为它虽具有花的繁殖器官,却没有色彩夺目的花瓣。与现代花朵不同的是,它的果实、雄蕊分布在一个长轴上,看起来像一棵水草。

  王鑫告诉记者:“植物学界很久以来有一个说法,认为花是一个纵向压缩的枝,但是却一直找不到相关的化石证据。仅有一个古果,还不能描述完整的花朵演化史,所以难免有人对之前的猜测将信将疑。”

  但是,在中国科学院南京地质古生物研究所、福建农林大学、西班牙比戈大学、辽宁抚顺琥珀研究所的5位学者共同努力下,他们在约1500万年前的琥珀化石中发现了一种奇特的花。

  王鑫将其命名为丁氏花。丁氏花化石很小,只有3—4毫米,镶嵌在一块中美洲多美尼加中新世地层中出产的琥珀里。

  由于琥珀良好的保存状态,利用现代先进的微CT技术,研究人员可以清晰地观察到丁氏花的主要特征:连接到花轴上的苞片、花被片、雄蕊和雌蕊4轮器官。

  令他们惊讶的是,与一般花朵的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊几乎从同一点上生长出来不同,这种远古花朵似乎经过了“纵向拉伸”,花朵中的各个器官,上下依次生长在一个花枝上。

  从王鑫提供的复原图来看,该花具有5枚边缘相扣的花被片,10枚向内弯曲的雄蕊,中央是带有弯曲花柱的雌蕊。每枚雄蕊有一根很长的花丝,其顶上有一个包含4个药室的花药。

  丁氏花属于大家比较常见的真双子叶植物。2018年,王鑫带领的科研团队发现的静子花,已经把真双子叶植物的历史追溯到大约1亿年前的白垩纪中期,但是这些花朵是如何演化而来的却一直缺乏有意义的化石证据证实和支持。

  “虽然丁氏花年代较新,但是它的独特形态首次表明,几百年来人们关于花的本质的猜想,可能是合理的,即花是一个纵向压缩的枝。”王鑫说道。

  延伸阅读

  丁氏花的命名是为致敬丁石孙先生

  王鑫介绍,该化石之所以命名为丁氏花,是为了纪念前北京大学校长、我国著名数学家丁石孙先生。

  “我们用丁氏花命名这个来自远古的化石花朵,以此致敬和告慰永远的丁石孙校长,感谢他用民主科学的学术氛围和坚定执着的人生追求,帮助我们解开了世界级的科学谜题。”王鑫说道。

  目前,这块解开百年科学猜想的化石保存于抚顺琥珀研究所。作为一家民办机构,抚顺琥珀研究所能够获得丁氏花琥珀化石也是可遇不可求。

  2011年春天,深圳同行带着一位多米尼加的琥珀经销商来到抚顺琥珀研究所,计划销售一批琥珀标本给研究所做科学研究用。

  计划中的琥珀标本并未让抚顺琥珀研究所所长范勇眼前一亮,但他却在其他客户预定的琥珀化石中发现一批非常稀有的花朵标本。范勇敏感地意识到这批标本具有重要的科学价值,想留下来开展研究。但是被多米尼加经销商一口回绝。经过一路追踪,范勇花了一周时间与深圳的客户商谈,最终获得了其中几个花朵标本。

  2013年,王鑫来到抚顺琥珀研究所,在众多的琥珀标本中发现了这件奇特的花朵标本,经范勇同意带回南京研究。经过多年的探索和实验,王鑫和他的团队最终破解了花朵演化之谜,于2020年推出了古生物学的重大研究成果。

  “长久以来,人们一直想搞清楚花是怎么来的。丁氏花的发现给我们提供了一条非常重要的线索,这个证据和结论不仅有利于确认人们关于花朵本质的解读,而且有利于人们理解原来看似怪异的早期被子植物化石(如辽宁古果、雨含果)。不久的将来,我们也许能彻底解开花的演化之谜。”王鑫告诉记者。

#带着微博去旅行##与世界不见不散#
西雅图6个赏枫叶的地点
1⃣️Bellevue Botanical Garden
观赏路线:Lost Meadow Loop Trail
贝尔维尤植物园,是西雅图人最喜爱的赏秋胜地,Lost Meadow Loop Trail是赏红叶的最佳地点。

2⃣️Kubota Garden
有种置身日本的感觉,错落有致的日本枫树令人惊叹,还有瀑布和鱼池,还可以推着婴儿车带着狗狗。

3⃣️Lincoln Park
西雅图很值得去的地方之一,秋季来看红叶也是很好的选择,4.6英里的步道和岩石海滩两边,参差错落的树叶,风景如画。

4⃣️Washington Arboretum
可以欣赏到日本枫树丶亚细亚枫树等,还有专门为小盆友准备的Adventure Packs等活动。

5⃣️North Cascade National Park
最佳观赏时间在10月中旬,走20号高速公路,一路上美不胜收。

6⃣️Discovery Park
色彩斑斓的林区,还有沙丘和陡峭的悬崖,适合野餐,还有儿童游乐场。

前天的庐山一日游记录一下:

早上六点醒来,胡乱在知乎和美团看了看攻略,在爸爸的爸爸的女儿的丈夫的爸爸的儿子的女儿的丈夫家(小米计算器都没算出来的远房亲戚)做的丰盛早餐,“带上”表弟表妹,被接送到庐山北门,买票,买车票(门票160,车票通票90有点小贵,不过是七天通票,七天之内景点间随便坐的车,上下山单程25公里盘山公路,还行)上山(晕车难受的一批 )

九点差不多到牯岭镇,公园式小山村完美诠释了这个小镇,风景美如画。10月7号的天算晚秋了吧(不管,反正过了中秋)在半月公园这个角度,俯瞰整个小镇,屋子的红色,绿色黄色屋顶,夹杂在墨绿色的树丛里,远处的云雾气轻轻的飘来飘去,看着像在下雨,实际只是雾而已。拍完照片趴在扶手上,呼吸着清爽湿润的山间空气,呼~巴适。

打开花了接近两百在超市买的零食,吃了一会后,想着抓紧时间去多玩几个景点,就去景点车站换乘了,十月七号,想到安排长假的末尾出来玩的我就不禁自己狠狠的夸了自己几句[允悲][允悲]。人流量刚好合适,坐车不用排长队,景点不会人挤人,又能时不时看到一些“同样机智”的人。不算冷清,真滴是嘘服啊。十点半左右去到花径:人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。的出处。秋天花不多,没有春天的满地鲜花,但是却有像西游记上蟠桃宴那样的雾,不一样的美,然后时不时说一句有妖气,哈哈,花径完了顺路去到白居易的破草堂,可惜修太好了,没感觉。仙人洞,这时候雾超级大,仙气好重。没看到野猕猴,略遗憾,边吃边聊天边玩,感觉不像在爬山,果然庐山西线是休闲玩家优秀的选择啊。

差不多到饭点了,虽然不太饿,但是小镇上的餐食也就比正常城市物价贵一丢丢,还是吃了一点,然后就是去最重要的景点三叠泉了,一点半到五点半,从山上走到山下东门,一路跟着全是大石头的大溪向下走,开始时候下山一直平平无奇,平平无奇,平平无奇,然后好奇怎么开始上山了,只到遇上搞笑表情的李白,哎~一下子就不一样了。各种悬崖峭壁,险石小瀑布。然后就是一直哇哇哇的下山,拍照。吃东西。哦还有,各种遗憾怎么没有瀑布啊,可惜了啊,是不是这段时间没有足够的水啊。走着走着,两个多小时了吧,就突然遇到瀑布了,哈哈,果然,不太了解景点,就处处都是惊喜。快乐就会比那些知道有瀑布的多。哈哈哈,看着那些从东门上来的人们,后面还有差不多两小时上山的路就累的不行了,而我们,北门出发,轻轻松松的看风景,吃喝玩乐,然后下山,风景有了,快乐有了,还一点不累,也没多花钱,哎,我又快乐了,看到一个累的不行不行的我就快乐一次,又看到一个,我又快乐一次,哈哈哈哈,瀑布很壮观,水汽铺面,声音洪亮,就是后面卖吃食的小喇叭声音扰了意境,劝说进来吃点买点的广告声听久了想笑,使劲拍了几张照片,又停留了好一会才又出发向下山的路走去,后面还有好几处随便拍一张照片都是壁纸的观赏点。一直说不拍了不拍了,一直忍不住拿起手机。

龙眼,小鱼干,栗子,鹌鹑蛋,薯片,山楂条等等等等零食基本吃完了,我们也差不多到山脚下了走到能有车坐的地方,三个人,赶紧选择了一车唯一一排面向后面的座位,然后就是一直笑一直笑,着下山了,想到就想笑,最后一排加上没有四壁的观光车,三个人坐在后面,倒着走,想起来以前坐过山车抢着坐第一排倒数第一排了。想起来被吐槽过的骑电动车一直被前面反着坐后座的熊孩子盯着看了。这次游玩,心满意足啊。

然后被接回去,美美的吃了丰盛的晚餐。去到九江站坐车回公司。然后就不太开心了,也许是老天爷觉得我要照顾好小辈。硬是让我晚点两个小时,等表妹们坐上车火车才开始检票,因为是金华换乘,晚点两小时直接后面那趟赶不上,于是,车站通宵等车。刺激啊。不明白为什么金华站天这么冷还一直开冷风吹座位。冻成沙雕。第二天下午两点左右才到公司宿舍。睡到六点多起来头疼小腿肚子疼。快乐还是要付出一些代价的。不过也就难受了一小会。对于咱年轻小伙计不算啥。我还能浪[允悲][允悲]。
最后总结去庐山的技术经验:
第一:不要理会任何叫你省钱不用买票不用买九十车票的人,因为这种人是个景点都有。贪便宜后估计上山之后景点之间就只有走了,或者重新买票。
第二:去庐山可以不用买零食,可以直接选择下午北门进山,牯岭镇住和吃,基本比在山下九江城里贵一点不算太多。但是时间上就会多出好多可以去玩的空余来。零食上面有超市。只是价格要问清楚,别傻就不会出岔子。
第三:三叠泉的缆车我觉得是没什么坐的,最好最好还是最后去三叠泉,一路玩到山下,这样风景看的自然,全面,缆车开的挺快的,还是那种像火车一样的有轨车,没什么意思。往返八十一个人还挺贵的。记得六点前到山下,否则没赶上公交打车会会要七八十。三叠泉下山路到东门差不多要花三小时,要是爬回去那就更久了。没必要,吃力不讨好,锻炼身体的话爬楼梯也废膝盖啊。
第四:自驾游建议车还是别进景区了吧,景点太大了,开进去要花四十五块钱停车费,到上面停完车不坐小巴车会多走出来好多路,水泥路没必要啊。到时候要坐车就要一个人七十,不坐车又玩的不开心。会很没劲。
第五:九江站的火车有毒,经常晚点。坐火车去回的人一定要稳点,我就中招了。
第六:听说庐山上面有好多另外收费的景点,虽然我一个都没遇上。[微笑],记得做好心理准备。还有搞搞清楚好不好玩。
第七:两个天池听说很没劲,没去过,我也不知道。人文类的,老蒋的避暑山庄,庐山会议的旧址,博物馆我没去,喜欢近代史的还是可以酌情去看看的。
第八:出来玩最好有伴。一个人去爬估计连一半的快乐都会没有,如果遇到一个有趣的灵魂(例如我[嘻嘻][嘻嘻])快乐会翻几番的。嘿嘿嘿。


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