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有花植物 从“小不点”到“巨人”(2)
http://www.100md.com 2013年11月15日 《百科知识》 201322
     尽管目前未有定论,但针对现存植物的近期研究往揭开真相又迈出了一步。美国科罗拉多大学的威廉·弗里德曼花费了10年时间研究原始被子植物,他和同事约瑟夫·威廉姆斯在2002年发现,睡莲与木兰藤都有某种特别的胚胎营养组织,看起来很像裸子植物。因而,这两种植物很可能构成了被子植物与裸子植物之间那“丢失的一环”。

    随后,弗里德曼的研究又有了更大的进展。他发现,排水草的种子在受精前就有营养支持。换句话说,它同裸子植物一样属于浪费型繁殖,也就是不管会不会受精,都先给种子充上食物。弗里德曼表示:“我们的研究正在填补被子植物与裸子植物间的鸿沟。”

    无论被子植物从何演化而来,其进化时间根据DNA序列数据提示的,比花粉记录所显示的发生得更早一些。美国佛罗里达大学道格·索尔蒂斯领导的小组认为,最早的开花植物可能在距今1.8亿年前,即侏罗纪早期就已出现。

    这批朴素的新生物当时还没啥影响力,又过了5000万年,到了侏罗纪晚期,主要的被子植物世系终于登场了。
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    有植物学家认为,在距今1.44亿年到距今1.4亿年前,植物突然发生了爆发式的进化,产生了有花植物的所有主要世系。它们出现得速度非常快,简直让人震惊。被子植物由此走向了统治植物世界的征途。

    的确,生态统治伴随着开花的蔷薇分支树木在距今1.1亿年至距今9000万年前的出现而到来。佛罗里达自然历史博物馆的研究人员表示,多种蔷薇分支植物同时进化发展,意味着全世界范围的被子植物都在壮大。

    在被子植物中,树木多属于蔷薇分支,例如橡树、山木榉、猴面包树、枫树等。随着它们的繁盛,有花植物前所未有地霸占了丛林下层到冠层植被的整个森林生态系统。

    随蜂而舞

    被子植物的繁茂造成了大量的进化连锁反应,尤以昆虫为重。这些参加“植物革命”的“步兵”们为了小小的食物回报,渐渐练就出扛着花粉在花间奔波的本事,帮助有花植物节省花粉的生产,以保留更宝贵的能量。相反,裸子植物大多依靠风力传播。
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    蜜蜂在这种双赢策略中尤为受益。它们自白垩纪早期的黄蜂进化而来,到如今,早已和花儿形影不离。

    正是由于蜜蜂的崛起,推动花朵为了在授粉上占得先机而走向更大、更艳丽之路。

    2008年的一项研究显示,根据美国明尼苏达州的花粉化石研究,距今9600万年前就有大约3/4的被子植物为虫媒花,这个比例跟现在差不多。这项研究的负责人迪尔切表示,很多花朵就是从那时候起开始变美的。

    于是,全世界都开花了。

    即使是被认为起源较晚的兰科植物,也赶上了这场白垩纪后期的开花潮流。尽管拥有2.2万种属的兰科植物是植物界中的大户,它们的化石记录却少得可怜。2007年,有一只小蜜蜂转变了人们对兰科植物起源的认识。大约距今2000万年到距今1500万年前,在今天多米尼加共和国的某个地方,这只小蜜蜂邂逅了一朵花,还采集了一些花粉,接着它陷入了琥珀中。由此被保存下来的花粉几乎和现存的某种热带美洲兰花的花粉一模一样。研究人员因此对植物的分子钟进行了校正。他们认为,兰科植物在距今8400万年前至距今7600万年前出现。
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    统治世界

    这一时期还发生了另一桩被子植物进化历程中的大事件:对塑造现代世界立下汗马功劳的禾本科植物茁壮成长了。小麦、玉米、水稻等农作物为我们提供粮食,野生杂草则统治着稀树草原和草原景观。草本植物是在距今2500万年前至距今1500万年前才大行其道的。当时的自然环境寒冷干燥,它们却很适应这种恶劣气候。由于多数草本植物的地下部分生长旺盛,因此,更能在干旱的环境中求得生存,也能在大火或放牧后更快地重生。

    同样,禾本科植物的历史也比我们想得更悠久。不久前,人们在恐龙的粪便化石(距今7000万年)中找到某种含硅物质,而此物只在禾本科植物中才有。由此可见,禾本科植物早在恐龙灭绝前就已种类繁多。

    被子植物的种类和数量在白垩纪持续增多,继而进入早第三纪前期。到了距今5000万年的时候,“植物革命”以被子植物统治几乎所有栖息地而宣告结束。被子植物用了数千万年时间,从不起眼的“小不点”成长为世界级“巨人”。

    而被子植物的影响力绝不止于此。我们那遥远的灵长类祖先曾在古老的有花植物森林中茁壮成长,而早期人类更是在东非热带大草原的草丛中获得前所未有的进化新契机。再往后,则是人类从谷类、蔬菜、水果的栽培中获益无数。

    人类成功道路上的每一步都离不开被子植物。花的力量无疑真正统治着世界。

    【责任编辑】赵 菲, 百拇医药(朱机)
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