青岛科技大学进化生态学团队,从琥珀中发现了迄今为止地球上最古老的完整花朵,并为其找到现存后裔
穿越亿年时光,这朵花如何找到“知音”
王硕教授在实验室进行研究
约一亿年前的鼠李科Phylica属琥珀化石
图为生长在非洲南部的琥珀化石植物的现存后裔——鼠李科植物Phylica属
周末人物·中国新闻名专栏
□图文/本报记者肖芳
21块晶莹绮丽的琥珀摆在面前,你会想到什么?是艺术价值、商业价值抑或药用价值?
青岛科技大学的进化生态学团队,用了8年时间,从中读出了这样一个沧海桑田的故事:
大约1亿年前,非洲大陆上有一块滨海区域,火山活跃,野火频发。在一片茂密的松柏林或南洋杉林下,密集生长着一种低矮灌木。树脂不断滴落,将树下植物的幼芽、花朵、落叶、果实、花粉包裹起来,然后在风吹、雨水等外力作用下渐渐深埋地下,历经地质沉积作用终成琥珀化石。在后来的漫长岁月里,这些琥珀随着大陆板块的漂移,最终到达了缅甸北部。而这些植物的后裔,却一直在非洲最南端繁衍生息、直至今日,并被分类学家命名为鼠李科Phylica属(拉丁文,音“菲利卡”,中文石南茶)。
这不是凭空想象。非洲、缅甸、滨海、野火、花朵、后裔、漂移……故事里每一个关键词的背后,都有科学证据的支撑。2月22日,国际顶级学术期刊《自然-植物》(NaturePlants)拿出一般文章约两倍的篇幅,以封面论文的形式,以颇具诗意的《盛放于远古灾烬之中》(Fromtheashesofancientdisaster)为题,重磅发表青岛科技大学海洋科学与生物工程学院王硕教授团队的研究成果。该研究从1亿年前的缅甸琥珀中,发现了迄今为止地球上最古老的完整花朵,并证明其现存后裔为一种生存于南非的适火性鼠李科植物。
“学术界通常认为中生代的植物,除了少数蕨类和裸子植物,被子植物(开花植物)都已经在地球上灭绝了。但我们却发现了这朵盛开于中生代白垩纪的花,并证明它现在仍然在这个世界上绽放着。这在国际上还是首次。”王硕说。
这朵花,来自恐龙繁盛的白垩纪,穿越1亿年时光,如今终遇“知音”。这是怎样一种奇妙的缘分?
打开远古之门的“钥匙”
故事要从人们所熟知的一种宝石——琥珀讲起。
走进青岛科技大学进化生态学实验室,首先映入眼帘的是一幅布满整面墙的世界地图。它由形形色色、大小不一的琥珀拼组而成,在灯光映射下散发出金色或棕色的莹润色泽。
王硕和她的丈夫施超,是该实验室的带头人。王硕告诉记者,该实验室琥珀标本储藏量世界领先,达到3.47万块以上,为大英博物馆常展量的32倍。其中,植物琥珀化石1.26万余块,昆虫琥珀化石2.18万余块,其他类型琥珀化石多块。
这些被收藏的琥珀中,目前已证明包含有1亿年前的白垩纪中期约多个植物化石新种属、至少个昆虫化石新种属。随着研究的不断深入,还会有新物种陆续被发现。
琥珀的科学研究价值,来自它的“内含物”。作为一种有机宝石,琥珀是由远古植物(通常是松柏或杉树)所分泌的树脂埋藏于地下,经历长时间复杂的理化变化而形成。由于这些树脂具有流动和黏稠的特性,所以它很容易包裹进小型的生物体,形成具有内含物的琥珀。
在王硕看来,这些具有内含物的琥珀,就是一种天然的“时空胶囊”,很好地留存了远古生物的原本形态。琥珀中内含的生物体,往往保存了其生前的三维立体结构,具有较为完整的形态,有时甚至保存了完好的软组织和细胞结构。这些琥珀,是古生物研究中极为珍贵的材料。
当今,世界上出产琥珀的地方很多,亚洲的中国抚顺、缅甸胡康河谷,美洲的墨西哥湾、多米尼加,欧洲的波罗的海沿岸等地区,都是有名的琥珀产地。事实上,地球上除南极大陆之外的各大板块,均有琥珀产出。
不同地区的琥珀,形成的年代、表象特征、理化性质以及内含物种类都不尽相同,性质也就有所差别。有的地方出产的琥珀,如果保存不当,极易发生表面风化、透明度降低、出现龟裂纹等问题,会对科学研究造成一定困扰。而出产自缅甸北部的琥珀,不但形成年代久远、内含物丰富,而且透明度较高、不易风化,可供屡次切割打磨,所以成为近年来古生物学领域,尤其是古今生物多样性演化领域的研究热点。
想要知道一块琥珀化石的年龄,科学家通常会通过测量其埋藏层锆石中的铅铀同位素比值来估算。通过对缅甸琥珀埋藏层锆石的测算,科学家们认定,缅甸琥珀形成于约万年至1亿万年前。那时,地球尚处于中生代白垩纪中期,大型恐龙还可以在地球上闲庭信步,新生的哺乳类动物尚处于演化的初级阶段。
这些缅甸琥珀里,大约有1%具有内含物,这1%中又有九成以上是昆虫,只有不到一成是植物。迄今为止,缅甸琥珀中发现的生物种类已经有数千种之多,大部分于近几十年发现,其中多数为节肢动物,亦有少量脊椎动物。
值得一提的是,在缅甸琥珀的相关研究工作中,中国学者的参与占比较高。而王硕、施超夫妇,则对数量最少也最难解析的植物琥珀产生了浓厚兴趣。
王硕毕业于昆明理工大学,施超毕业于中国科学院昆明植物研究所,目前均就职于青岛科技大学海洋科学与生物工程学院,主要从事生物进化研究。
多年来,两人热衷于收集各类琥珀。他们从进化生态学角度研究这些琥珀里“凝固的时光”“瞬间的永恒”,复原远古时代的地球生态系统。“研究恐龙时期的世界”,是两人对自己工作内容的通俗概括。
王硕说,琥珀是打开远古之门的“钥匙”,切开琥珀原石的过程,就像开盲盒,不知道下一秒会有什么惊喜,又会与哪种生物结缘。
她举了个例子:有的琥珀里有一片树叶,树叶上有很多昆虫,通过对这些昆虫和叶片的类群进行鉴定,你就会知道,至少在1亿年前,昆虫对植物的专一性取食可能就已经建立了;观察树叶表面的保卫细胞和气孔,就可以看到气孔的数量,以及气孔打开闭合的情况,从而推断出它所生存环境的温度和二氧化碳浓度……
发现最古老的现存花朵
大约10年前,缅甸琥珀中一种多次出现的植物标本,引起了王硕、施超的
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbys/2552.html