1.6亿都没发生变化, 这种植物“活化石”有着关于古气候秘密

一亿多年前,它与恐龙共生;一亿多年来,地球经历了沧桑的变化,但它仍然生活在我们的世界中,形态几乎没有改变。



这种神奇的生物就是红豆杉科的圆锥花序。最近,中国科学院南京地质古生物学研究所的董钟博士与美国研究人员合作,在内蒙古宁城县道里沟村侏罗纪发现了两种红豆杉化石植物。这一结果最近发表在"国家科学评论"杂志上。


科学家如何识别一亿六千万年前化石的真实身份?作为植物界的"活化石",与其祖先相比有什么变化?他们目前的生存状况如何?记者采访了参与这项研究的相关科学家。


多次验证,以确定化石的真实身份


该小组在内蒙古宁城县道里沟村侏罗纪化石层中发现了两种植物化石。这两种化石已有大约1.6亿年的历史,保存着重要的器官,如树枝、叶子、芽、种子等。


为了查明化石的真实身份,研究人员充分利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线断层无损扫描成像等仪器对化石进行了进一步的研究。


通过仔细观察化石的枝、叶、芽和种子等重要结构,并通过比较形态学和系统发育分析,确定了化石的分类位置。研究人员发现,化石的末梢几乎相反,几乎分布在同一平面上,叶片呈线状披针形,互为相反,叶片明显凸起。后中脉、两气孔带和两叶边缘带非常明显。种子在上部小枝的腋内单生,由顶生直立种子和一根短而裸露的茎秆组成,种子基部约有5对相互作用的对生苞片。


这些化石的形态特征与现代红豆杉十分相似。进一步利用13组形态特征对红豆杉科、红豆杉、红豆杉等10个类群的系统发育进行了分析,分别采用了传统的基于形态学数据的方法和基于分子系统发生树的分子骨架法。结果表明,红豆杉化石的形态特征与现代红豆杉十分相似,用13组形态特征分析了红豆杉科植物和化石物种等10个类群的系统发育特征,以及传统的基于形态学数据和分子骨架方法的系统发育特征。结果表明,大湖沟村侏罗纪植物化石可划分为杉木属。


与现代红豆杉相比,红豆杉化石形态特征与红豆杉属十分相似。除了红豆杉种子的茎短于种子外,其他形态特征,包括枝条、叶片和种子,与现代红豆杉完全相同,表明红豆杉的形态在过去的1.6亿年中几乎没有变化,表明红豆杉的形态演变在过去的1.6亿年中没有变化,表明红豆杉的形态在过去的1.6亿年里没有变化,只是其茎短于种子的茎部。这意味着,像银杏一样,红豆杉是另一组至少持续了1.6亿年的古老植物,是一种真正的"活化石",可以追溯到侏罗纪。



东涌的研究结果对研究物种进化迟缓具有重要的科学价值,同时也为1.6亿年前的古气候生态研究提供了重要的生物因子信息。


濒危物种在男女比例上面临不平衡


中国红豆杉属松柏科红豆杉科,主要分布在中国长江以南、台湾南部和越南北部的一些省份。石杉需要有大量降雨的气候,在多山森林的阴凉地方、溪流或山谷中生长。


为什么潮湿的植物会在内蒙古高原发现化石?面对记者的提问,东涌介绍说,一亿六千万年前的土地环境与今天不一样,看来干旱缺水的内蒙古高原,不如一亿六千万年前那么好,当时内蒙古的环境应该更适合中国红豆杉的生长,所以在内蒙古侏罗纪地层中发现化石植物也就不足为奇了。


然而,在过去的一亿六千万年里,地球经历了许多温暖的房间和冰环境,特别是第四纪冰川灾害入侵地球后,地球的气候、环境和生态发生了颠覆性的变化,导致许多陆地植物消失,红豆杉也消失了,而红豆杉曾经分布在欧洲、北美、东亚和第三纪的其他高纬度地区。


大破坏后,中国红豆杉的分布范围继续缩小,其生存和繁殖面临着更大的挑战,因为它是雌雄同体的,它必须以风为媒介完成授粉,但它的果实大而易被动物吃掉;此外,红豆杉的生长缓慢,繁殖率低,其"雌雄比例"长期失衡,雄性植物较多,雌性植物较少,加上对生存环境的严格要求,其种子发芽率很低,幼苗成活率也很低。


东涌说,红豆杉具有观赏价值、经济价值和药用价值。杉木(Cunninghamia Lanceolata)四季常绿。挂果时,红色的果实就像一颗珍珠,非常漂亮,具有很高的观赏价值。其木材材质细腻,可用于雕刻、器皿、工具和精细木材加工,具有较高的经济价值。此外,杉木的根和树皮也可作为药用材料。红豆杉的价值越高,其采伐越多,再加上自己的植物数量少,生长缓慢,在田间的数量也越来越少。目前,中国红豆杉已被列为国家一级保护植物,并被世界自然保护联盟(IUCN)列为严重濒危珍稀物种。




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