植 物

東亞常綠闊葉林的悠久歷史

東亞地區的亞熱帶常綠闊葉林，雖在現今全球范圍內是較為獨特的一種植被類型，但廣泛的化石記錄顯示整個北半球在新生代早期多為這種植被所覆蓋。因此對它起源與演變的研究，對探尋北半球植被與生物多樣性格局的形成有著重要意義。以往由于缺少東亞地區的化石證據，一般認為北美和歐洲的常綠闊葉林區系更為古老，東亞的現存只是它的“孑遺”或“博物館”。然而，近年來在東亞地區發現的古近紀化石正在逐步挑戰這種看法。在滇東南文山盆地中發現的漸新世文山植物群，是我國目前為止物種最為豐富多樣的新生代植物群。它具有較早的地質時代，對解決東亞常綠闊葉林的起源問題有重要作用。鼠刺屬是虎耳草目鼠刺科小喬木或灌木。該屬常綠種類是東亞常綠闊葉林中常見的灌木層植物，而落葉種類又與東亞－北美的暖溫帶落葉闊葉林關聯，因此它也是研究落葉闊葉林與常綠闊葉林的關系的很好材料。近期，研究者在文山植物群的化石收藏中鑒定出一種鼠刺屬的葉片。通過與現生種類葉脈結構的研究對比，確定其屬于常綠鼠刺組，最近親緣種為峨嵋鼠刺。鼠刺可能起源于熱帶亞洲，但其多樣性中心是我國南部的亞熱帶地區，是常綠闊葉林的指示物種。結合植物群中發現的其他類群，表明在早漸新世時（約3000萬年前），這一植被類型便已存在了。（Plant Diversity 2021, https://doi.org/10.1016/j.pld.2020.09.006）

植物開花時間的調控

開花時間是植物生活史中非常重要的一個性狀。由于植物自身的不可移動性，當遭遇到環境制約，為了響應發育和環境的雙重信號，植物可通過復雜的調控網絡調整開花時間，以維持繁殖成功率。因此，植物響應逆境脅迫的調控網絡與開花時間的調控網絡可能存在一些共同的調節樞紐，這些樞紐尚有待于進一步的發現。熱休克蛋白（HSPs）是植物響應逆境脅迫的重要家族，參與干旱、高溫、脅迫等多種環境脅迫的響應。近期，研究者利用反向遺傳學、分子生物學與遺傳雜交等方法對熱休克蛋白HSP101在正常生長條件下的功能進行了研究。結果顯示，在正常生長條件下，擬南芥HSP101影響多條開花時間調控途徑基因的表達，可能是植物平衡發育和脅迫響應的一個共同樞紐。（Plant Physiology 2021,kiab052）

在化石數據庫里尋找開花植物的起源

開花植物的起源一直以來都是個謎，進化論的奠基人達爾文把開花植物突然出現在化石記錄中的現象稱為“惱人的謎團”。隨著基因組時代的來臨，由分子數據估算的開花植物起源的時間比已發現的最古老的被子植物化石要早很多，被子植物究竟起源于何時變得更加撲朔迷離。近期，研究者利用大型植物化石數據庫，根據新開發的數學模型，使用計算機模擬的方法，發現開花植物可能起源于侏羅紀甚至更早，比公認的最古老的化石記錄要早數百萬年。早期的開花植物很可能長期以來生活在由蕨類植物和裸子植物所主導的古老的陸地生態系統中。但受限于稀有性以及石化概率較低等因素，早期開花植物化石難以被發現。化石記錄顯示開花植物的多樣化可能在過去8千萬年到1億年間建立，但開花植物在占據主導前它們可能已經存在了一億年之久。(Nature Ecology & Evolution 2021, https://doi.org/10.1038/s41559-020-01387-8)

早白堊世發現目前最早的、完整保存的單子葉植物化石

單子葉植物是被子植物中的一大類群，人類賴以生存的大部分糧食作物例如小麥、水稻、高粱、谷子等都來自于這類植物。單子葉植物的化石極為稀少。內蒙古寧城縣早白堊世（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）。化石保存于灰白色細砂巖中，包括根、莖、葉、花直接相連的各個器官。標本根系具側根，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。其頂端的花序包含多朵花，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。（Palaeoworld 2021, 30:169—175）