因此,当保存 在燧石中的硅化壳斗结构涌现 在史恭乐眼前,他知道为被子植物溯源的机会涌现 了。随之而来的就是海量的实验室工作。为了能够将厚层燧石中的化石,转换成能在显微镜下不雅 察的薄片,史恭乐用到了醋酸纤维膜撕片技术,从经过切割、抛光的燧石样本外面 粘下薄薄的一层。随后,他会肉眼选取种子结构较为完整的化石,将样本放到高精度光学显微镜下不雅 察。如此处置惩罚 了上千个样本后,史恭乐找到了尤为清晰、完整的盔籽壳斗结构。 被子植物具有内、外两层珠被结构,相比之下,同为裸子植物的开通植物与盔籽植物虽然只有单层珠被,但外侧被一个形态与外珠被相近的弯曲的壳斗包裹。史恭乐等人的研究证实了这些壳斗与被子植物的外珠被具有同源性,因此开通和盔籽均为被子植物的祖先类群。 最终,这些工作不仅以前所未有的精度说明了中生代壳斗化石与被子植物外珠被的相似性,还解开了之前人们对于壳斗的疑惑。此前不少学者认为,不合 种类中生代种子蕨的弯曲壳斗是趋同演化的结果——一些由上外面 着生种子的叶片内卷而成;另一些则由下外面 着生种子的叶片外卷而成——因此他们认为,这个结构自己 就没有统一的来源。然则 ,通过高精度的显微镜不雅 察,史恭乐团队发觉 壳斗中种子是着生在枝干上,而不是之前认为的叶片的不合 位置上。正是因为壳斗着生方法 的一致性,盔籽、开通、舌羊齿等含有弯曲壳斗的已灭绝种子植物,都可以具有相同的来源。 对于史恭乐来说,这个化石正是他们苦苦寻找的裸子植物和被子植物之间的过渡类型。盔籽植物与被子植物的关系,可能比之前认为的更近。 为了判断不合 植物类群的亲缘关系,史恭乐等人还构建了一个包孕 31个植物类群和83个植物性状的数据矩阵。这个矩阵涵盖了从泥盆纪至今的所有现生种子植物类群,以及我们认识较为全面的已灭绝种子植物类群。研究人员希望通过不合 算法定量剖析 这些植物亲缘关系的远近。 为了明确具有弯曲壳斗的已灭绝种子植物与被子植物在演化上的联系关系 ,这项剖析 不仅包孕 了此次在通辽发觉 的盔籽植物,还囊括了此前在世界各地发觉 的含弯曲壳斗的种子植物。 史恭乐介绍道,他们使用的3种谱系剖析 办法 ,均确认了不合 种类中生代种子蕨的同源性。并且 ,这些拥有壳斗的已灭绝种子植物在谱系树上均与现代被子植物关系密切,这进一步证实了被子植物的外珠被源自壳斗。经过这项研究,被子植物祖先类群涌现 的时间也获得 了大幅修改——尽管此次来自通辽的盔籽植物化石仅仅来自1.26亿年前,但随着壳斗结构与外珠被的同源性获得 证实,研究者推断,最早的壳斗结构涌现 的时间(距今大约2.6亿年),也正是被子植物祖先类群出生 的时间。 2021年4月,这篇论文被《自然》(Nature)杂志正式刊登。在同一期的不雅 点文章中,美国著名演化生物学家道格拉斯·索尔蒂斯(Douglas Soltis)称,这项研究在一定水平 上破解了“讨厌之谜”。 史恭乐则指出,在这项研究的基础上,未来仍有大量 工作需要完成。例如,他们的研究证实了在被子植物祖先类群的3个症结 特征中,与外珠被相关的结构率先涌现 。在此基础上,心皮、被子植物雄性花蕊又是以什么样的顺序、分手 在什么时间演化而来的?这一系列问题仍然需要更多后继研究进行解答。事实上,最新的研究也指出:在盔籽植物的化石中,包裹着着生壳斗的枝干的苞片,很可能与心皮具有同源性。然则 ,这个关系显然还需要更多化石证据的支持。或许正如史恭乐所言,可能这一代研究人员直到最后也无法彻底破解“讨厌之谜”,但我们正在一步步接近这个百年之谜的真相。
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