四億年前陸生維管植物就具有豐富的多樣性

本文格式為Word版，下載可任意編輯——四億年前陸生維管植物就具有豐富的多樣性植物被稱為“地球的綠色斗篷〞，它們通過(guò)光合作用和呼吸作用調(diào)理著地球的體溫，構(gòu)成了整個(gè)地球生物鏈的基礎(chǔ)。然而在地球長(zhǎng)達(dá)46億年漫長(zhǎng)的演化歷史中，高等植物卻直到4.7億年前才開(kāi)始登上陸地。早期陸生維管植物的起源和演化是影響到整個(gè)地球生命的重要事件，其最顯著的效應(yīng)是使古大氣中的二氧化碳濃度從2‰（按體積計(jì)算）以上降至接近現(xiàn)今的水平，并且為隨后的動(dòng)物登陸（約360百萬(wàn)年前的晚泥盆世出現(xiàn)兩棲類）準(zhǔn)備了食物基礎(chǔ)。早泥盆世（406~387百萬(wàn)年前），地球植被的組成和現(xiàn)今完全不同，在全球范圍內(nèi)，植物都是剛剛登陸不久，處于最初的輻射演化時(shí)期。工蕨植物是那個(gè)時(shí)期的優(yōu)勢(shì)類群，代表了現(xiàn)今石松植物的祖先類群。

中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)期刊《地質(zhì)學(xué)報(bào)》（英文版）最近刊出了北京大學(xué)郝守剛教授和薛進(jìn)莊副教授的國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的研究成果，他們?cè)敿?xì)研究了我國(guó)云南早泥盆世的坡松沖植物群中產(chǎn)出的一種新工蕨植物——弱枝叉蕨（Ramoferisamalia）。植物個(gè)體矮小，尋常只有幾十厘米；營(yíng)養(yǎng)軸袒露、無(wú)葉，屢屢二叉分枝；孢子囊聚集成穗，一些柔弱的細(xì)枝出現(xiàn)在生殖區(qū)域；孢子囊側(cè)生于莖軸上，橢圓形或近圓形，沿邊緣開(kāi)裂以散布孢子。掃描電子顯微鏡技術(shù)透露這一植物的孢子囊由兩壁層構(gòu)成，外層為垂周分裂的細(xì)胞層（外垂周層），而內(nèi)層為平周分裂的細(xì)胞層（內(nèi)平周層）。迄今世界上已報(bào)道16個(gè)工蕨植物屬，對(duì)這些工蕨植物孢子囊壁層結(jié)構(gòu)的對(duì)比研究說(shuō)明，外垂周層和內(nèi)平周層的兩層壁結(jié)構(gòu)是工蕨植物在演化過(guò)程中出現(xiàn)的進(jìn)步特征，而孢子囊的開(kāi)裂機(jī)制在不同屬中則不盡一致，表達(dá)了工蕨植物生殖策略的多樣性。

現(xiàn)今中國(guó)大陸是由地史時(shí)期的古板塊在古生代和中生代拼合而成的復(fù)合體，植物化石的系統(tǒng)分類、古地理分布研究有助于認(rèn)識(shí)古板塊的歷史。我國(guó)泥盆紀(jì)陸相地層廣泛發(fā)育，在早期陸生維管植物與環(huán)境的研究中，日益顯示出重要的學(xué)術(shù)地位。華南早泥盆世的坡松沖植物群所顯示的迅速演化分異遠(yuǎn)出乎人們之前的想象。工蕨植物以豐富的組成和明顯的多樣性構(gòu)成坡松沖植物群的主要組成類群。同時(shí)，植物群中也包含了大量特異的植物，它們以獨(dú)特的生殖和營(yíng)養(yǎng)器官組合顯示了不同于傳統(tǒng)的、依據(jù)勞倫大陸的化石材料所建立起來(lái)的植物器官和組織結(jié)構(gòu)演化的時(shí)序。我國(guó)華南地區(qū)在4億年前地處熱帶，氣候溫暖潮濕，本文的研究成果說(shuō)明，在植物剛登陸不久，熱帶植物區(qū)中的工蕨植物即具有豐富的多樣性，這些植物是地球陸地表面最早的拓荒者之一。對(duì)比今昔，四億年前以