中新網(wǎng)北京2月25日電 (記者 孫自法)地球上最早的種子植物如何在約3.6億年前的晚泥盆世迎來一場(chǎng)爆發(fā)式演化？

　　記者2月25日從北京大學(xué)王德明教授團(tuán)隊(duì)獲悉，通過總結(jié)全球晚泥盆世法門期(3.72億年-3.59億年前)種子植物多樣性特征和地理分布格局，該團(tuán)隊(duì)與合作者的最新研究解釋了這一現(xiàn)象。相關(guān)成果論文近日在國際學(xué)術(shù)期刊《地球科學(xué)評(píng)論》(Earth-Science Reviews)發(fā)表。

　　形態(tài)功能高度多樣

　　論文第一作者和通訊作者王德明教授介紹說，種子植物是現(xiàn)今陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體植物，其起源可追溯至晚泥盆世法門期。長(zhǎng)期以來，古植物學(xué)界對(duì)法門期種子植物的認(rèn)識(shí)主要基于勞俄大陸(現(xiàn)今北美和歐洲主體部分)的化石記錄，而對(duì)同時(shí)期其他地區(qū)種子植物的認(rèn)識(shí)有限。

　　近年來，研究團(tuán)隊(duì)從華南板塊發(fā)現(xiàn)大量保存精美的法門期種子植物，為重新審視早期種子植物演化、地理分布和生態(tài)提供了關(guān)鍵材料。

　　截至目前，全球已知32個(gè)屬的法門期種子植物，整體呈現(xiàn)出以赤道低緯度地區(qū)為主的分布格局。研究表明，這些最早的種子植物雖然保留部分原始特征，但在種子形態(tài)功能方面已表現(xiàn)出高度多樣性，如一些種子植物演化出適應(yīng)風(fēng)力傳播的“翅膀”結(jié)構(gòu)。

　　“分道揚(yáng)鑣”獨(dú)立演化

　　論文共同第一作者、北京大學(xué)博士研究生徐鵬稱，作為晚泥盆世種子植物研究的兩大熱點(diǎn)地區(qū)，勞俄大陸與華南板塊雖然同處赤道低緯度地區(qū)，卻被一片廣闊的古海洋分隔。前者主要位于干旱氣候帶，后者則位于溫暖濕潤的氣候帶。古海洋的天然屏障和古氣候的差別，使得兩地的種子植物“分道揚(yáng)鑣”，走上完全不同的演化之路。

　　在勞俄大陸內(nèi)部，法門期種子植物呈現(xiàn)高度同質(zhì)化，多個(gè)屬種廣泛分布于比利時(shí)、英國和美國等地；華南板塊內(nèi)部也顯示出類似同質(zhì)化的情況。然而，這兩大區(qū)系之間幾乎不存在同屬的植物，表明種子植物的演化過程具有明顯的獨(dú)立性。

　　整體而言，勞俄大陸種子植物的胚珠個(gè)體較小、常著生在一個(gè)被稱為托斗的大型杯狀分枝結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)被認(rèn)為有助于保護(hù)和減少水分散失，從而適應(yīng)較為干旱的氣候；華南種子植物的胚珠個(gè)體明顯加大，多為無托斗胚珠，顯示對(duì)濕熱氣候的適應(yīng)。

　　法門期的種子植物廣泛分布于低緯度地區(qū)，呈現(xiàn)出顯著的多樣性，且在勞俄大陸與華南板塊之間表現(xiàn)出明顯的演化分異，標(biāo)志著種子植物在泥盆紀(jì)的一次重大演化爆發(fā)。

　　風(fēng)力水力助力傳播

　　長(zhǎng)期以來，科學(xué)家難以判斷早期種子植物的生活環(huán)境，因?yàn)槠浞敝称鞴俣喑尸F(xiàn)離散保存狀態(tài)，原地生長(zhǎng)的根系和莖干化石極為罕見。

　　在本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過分析已知面積最大的泥盆紀(jì)森林——安徽廣德新杭森林，發(fā)現(xiàn)大量種子與原地生長(zhǎng)的其他植物類群共同埋藏在濱海地層中。

　　結(jié)合化石證據(jù)和沉積環(huán)境，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，種子植物并非濱岸的原生植被，而更可能來源于內(nèi)陸環(huán)境(包括高地)，經(jīng)風(fēng)力和水力傳播、搬運(yùn)至濱海低地沉積。

　　此次研究發(fā)現(xiàn)，不同胚珠類型所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特征支持上述解釋：具翅胚珠顯示出對(duì)風(fēng)力傳播的適應(yīng)；具翅和羽狀結(jié)構(gòu)的胚珠可能兼具風(fēng)力和水力傳播能力；大型托斗胚珠則可能借助水力傳播。

　　王德明表示，這些精巧的設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出早期種子植物在征服陸地過程中令人驚嘆的適應(yīng)能力。(完)