内蒙古自治区宁城县道沟村侏罗纪化石床发现的水花山化石,受访者提供
一亿多年前,地球与恐龙共存,一亿多年来,尽管地球屡次兴衰,但它的形状却没有改变,继续存在于我们的世界。
罗望子就是这样一种神秘的生物,它属于红豆杉科。近日,中国科学院南京地质古生物研究所董忠博士及其美国同事与美国研究人员合作,在距今1.6亿年的侏罗纪水华山中发现了化石。宁城县道沟村化石层,我发现了两个。内蒙古植物。相关研究成果近期发表在期刊《国家科学评论》上。
科学家如何确定一亿六千万年前化石的身份?植物界的“活化石”斯威法冷杉与它的祖先相比发生了怎样的变化?他们目前的生活状况如何?记者采访了参与研究的相关科学家。
多重验证确定化石身份
研究小组在内蒙古自治区宁城县道沟村的侏罗纪化石床中发现了两块植物化石。这两块化石距今约1.6亿年,保存了树枝、树叶、芽和种子等重要器官。
为了确定化石的身份,科学家们利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线断层扫描和无损扫描成像设备对化石进行了进一步研究。
仔细观察化石中的枝、叶、芽、种子等重要结构,利用比较形态学和系统发育分析方法确定化石的分类位置,并确定化石最后一个枝条的大致位置。展开大致在同一平面上,叶子呈线状披针形,互生对生,叶正面有明显凸起的中脉,下面有非常明显的中脉,有两个气孔区和两条叶缘带。种子插入结构单一,发生于小枝的叶腋,由直立的种子尖端和短而外露的种子柄组成,种子基部有约五对交替相对的苞片。
该化石的形态特征与现代红豆杉属非常相似,研究进一步利用13组形态特征对三尖杉属物种、化石种、现生种等10个类群进行了系统发育分析。我们分别采用了仅基于形态学数据的常规方法和基于分子系统发育树的分子骨架方法。综合分析结果证实,道虎沟村发现的侏罗纪植物化石可归属于现代水花山属。
与现代果仁植物相比,这块化石的形态特征与现代果仁属种子非常相似,只是种子柄比现代果仁种子短,叶、种子等的形态外观。它与现代斯威法冷杉一模一样,表明这种植物的形状在过去的1.6亿年里几乎没有变化,表明形态进化存在明显的滞后性。这意味着,与银杏一样,罗望子是另一种古老植物,已经存在了至少1.6亿年,使其成为名副其实的植物“活化石”,其历史可以追溯到侏罗纪时期。
董忠表示,该成果对于研究进化生物学中物种的进化滞后现象具有重要的科学价值。同时可为研究1.6亿年前的古代气候和古生态提供重要的生物因子信息。
濒危物种的雄性与雌性比例存在偏差
碎花杉属于忍冬科,目前主要分布在我国长江以南的一些省份、台湾南部、越南北部等地。费尔斯雪松植物需要降雨量充足的气候,主要生长在相对阴凉潮湿的地方,如山林、溪流沿岸和山谷中。
内蒙古高原为何会发现喜湿植物化石?在回答记者提问时,董忠表示,“1.6亿年前的陆地环境不是现在这样。”6000万年前我们没有这样的环境,当时也不是这样的。 ”。内蒙古的环境比较适合菲尔斯湾的生长,因此内蒙古侏罗纪地层中发现了菲尔斯湾植物化石也就不足为奇了。
然而,1.6亿年来,地球多次经历温室效应和冰河时代环境,特别是第四纪冰川灾害入侵地球后,地球的气候、环境和生态系统发生了毁灭性的变化,许多陆生植物面临灭绝的危险。第三纪,曾分布于欧洲、北美、东亚等高纬度地区的瑞法冷杉相继消失。
灾情过后,瑞发冷杉的范围不断缩小,其生存和繁衍面临更大的挑战。由于它是雌雄异体,必须靠风授粉,但其果实大,易被动物吃掉,而且生长缓慢,繁殖率低。自古以来,平衡就被破坏,雄株多,雌株少,对生存环境的要求严酷,所以种子的发芽率很低,幼苗的成活率也很低。
董忠说,绥化杉既有观赏价值,又有经济价值和药用价值。苏法米尔树的叶子常年常青,成熟时结出的红色果实美丽如珍珠,观赏性极强。木材致密,经济价值较高,用于雕刻、农具、高档木制品。此外,斯威法冷杉的根和树皮也可药用。雪松的高价值导致过度采伐,加上数量少、生长缓慢,野生雪松变得越来越少。目前,斯威法冷杉被指定为国家一级保护植物,并被世界自然保护联盟列为严重濒危物种。 (张野)