所有活著的花朵最終都來自單一祖先140m年前

從140m開始的第一朵花,看起來像玉蘭花
玉蘭的祖先。 還有橡樹,草,西紅柿,水仙花等等。 HervéSauquet和JürgSchönenberger

雖然地球上的大多數植物都有花,但花本身的進化起源卻籠罩在神秘之中。 花是今天活著的超過360,000種植物的性器官,都來自遙遠過去的單一共同祖先。 這個祖先的植物在250m和140m之間的某個時間存活,在地球變暖的時候產生了第一批花,並且比現在更加富含氧氣和溫室氣體。 恐龍漫遊原始景觀的時刻。

但是,儘管恐龍已經滅絕65m多年前,我們對此有了更好的認識 Iguanodon看起來像什麼 而不是祖先的花是如何建立的。

這部分是因為這些第一朵花沒有留下任何痕跡。 花是脆弱的結構,只有在最幸運的情況下才能轉化為化石。 而且,由於沒有發現可追溯到140m或更多年的化石,科學家對最終祖先的樣子只有一種有限的感覺。 到現在。

國際植物學家團隊進行的一項重要新研究取得了迄今為止該祖先花卉的最佳重建。 該研究發表於 自然通信,不僅僅依賴化石,而是研究其生活後代物種800的特徵。

通過比較相關開花植物之間的相似性和差異,可以推斷出它們最近祖先的特徵。 例如,因為所有的蘭花都有花,其中一半是另一半的鏡像(雙邊對稱),我們可以假設他們的祖先必須有雙邊花。 通過將這些最近的祖先相互比較,然後可以更進一步回到過去,依此類推,直到最終我們到達開花植物的家譜的基礎。

那它是什麼樣的?

在某些方面,原始花類似於現代玉蘭花:它具有多個未分化的“花瓣”(技術上) 花被片),以同心環排列。 在其中心有多排性器官,包括產生花粉的雄蕊和帶有胚珠的卵巢。 很難想像想像古代傳粉者在這朵花中爬行,收集花粉粒而不知不覺地幫助植物生產種子的誘惑。

有爭議的性生活

這項新研究有助於解決關於早期花是否具有單獨性別,或者是否將雄性和雌性生殖器官組合在同一朵花中的爭議。 以前的證據指出了不同的答案。 一方面,最早的開花植物分叉之一,現在僅由太平洋新喀裡多尼亞島的稀有灌木所代表, 無油樟,有花 男性或女性。 另一方面,大多數現代物種在同一朵花中將兩性結合在一起。


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所有活著的花朵最終都來自一個生活在140m年前的單一祖先。
所有活著的花朵最終都來自一個生活在140m年前的單一祖先。
HervéSauquet和JürgSchönenberger

該研究的作者解決了這個問題,並表明祖先的花是雌雄同體。 這意味著早期開花的植物可以作為雄性和雌性繁殖。 在殖民新環境時,結合性別可能是有利的,因為單個個體可以是其自己的配偶,並且實際上許多植入遠程海洋島嶼的植物物種往往是雌雄同體。 也許兩性的結合幫助早期開花植物勝過他們的競爭對手。

魔鬼的細節

儘管與一些現代花卉明顯相似,但它們的終極祖先卻有一些驚喜。 例如,植物學家一直認為早期的花朵有花卉部分 以螺旋形排列 在花的中心周圍可以看到現代物種,如 八角.

然而,新的重建有力地表明,早期的花朵的器官不是以螺旋狀排列,而是以一系列同心圓或“螺旋”排列,就像在大多數現代植物中一樣。 早期的花朵有更多的輪生,但是,隨著時間的推移,花朵變得越來越簡單。 矛盾的是,這種更簡單的結構可能為現代植物提供了更穩定的基礎,可以進化和實現更複雜的任務,例如與蘭花中的某些昆蟲的複雜互動,或者生產由數十或數百種簡單花卉製成的“花頭”就像向日葵家族一樣。

談話雖然現在我們已經很清楚最早的一朵花可能是什麼樣子了,但我們對這朵花的形象仍然知之甚少。 導致其演變的詳細步驟未知。 也許在我們能夠理解地球上最多樣化的性結構的起源之前,我們將不得不等待幾年前發現跨越250m-140m差距的新化石花。

關於作者

Mario Vallejo-Marin,進化生物學副教授, 斯特靈大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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