远古大灭绝的“幸存者”

死海沿岸发现的古代针叶树化石图片来源:明斯特大学

■程，本报见习记者

大约2.52亿年前，二叠纪-三叠纪之交，发生了地质史上最严重的全球大规模灭绝事件，导致95%以上的海洋生物和75%的陆地生物在短时间内灭绝。

然而，有迹象表明植物可能有更好的应对方法。2018年12月21日发表在《科学》杂志上的一项研究称，一些在恶劣环境中生存并能忍受季节性干旱的植物群体已经做好了在环境灾难中生存的准备。

“大灭绝”的“幸存者”

二叠纪，以大头蕨类和潮蕨类为主的种子蕨类迅速发展，大面积的沿海和内陆沼泽森林由真蕨类和种子蕨类组成。然而，自从“大规模灭绝”以来，大量真正的蕨类植物已经灭绝，它们的遗骸被埋在地下，形成了煤层。

谁会想到这种“说不尽的痛苦”会放过植物。

“我们认为，这是因为他们已经学会了如何应对压力和干扰。”德国明斯特大学通信和古植物学家的作者Benjamon Bomfleur说。

根据研究报告，博夫勒和他的同事在约旦和死海东岸的裸露岩石中用锤子和镐挖出了一小块不寻常的植物化石。植物叶表皮的蜡质覆盖层(或角质层)被精心保存，使得研究小组能够根据关键的表皮特征来识别这些植物。

这次收集的化石是迄今为止发现的最古老的现代针叶树化石记录。这一发现还包括一种叫做蕨的种子蕨的遗骸，这可能有助于解决关于这一群体进化史的争议。

长期以来，人们认为二叉蕨生活在大灭绝后的中生代，分布在南半球。然而，在2006年，研究人员在死海附近的约旦发现了一种双壳蕨化石，这是在大规模灭绝之前，表明这种古老的种子植物起源于二叠纪末期的大规模灭绝之前，并在大规模灭绝中幸存下来。

当时，一些科学家对研究结果提出质疑，因为化石中没有生殖器官的样本，而生殖器官通常被认为是鉴定植物的关键。这个最新的标本包含花粉器官，基本上证实了2006年的发现。

揭示植物进化的奥秘

这一发现如此重要的原因之一是，该化石是在古纬度约为南纬15度的赤道地区发现的，该地区气候炎热且半湿润，具有明显的旱季特征。

加州大学伯克利分校的古植物学家辛迪·洛伊(Cindy Looy)认为，很少有化石来自这种环境，这对古植物学家理解植物进化和几种主要植物谱系的起源产生了深远的影响。研究人员用这些化石来校准植物的进化模型，所以最新的发现可能会影响人们对不同物种分化时间的估计。

这一发现也引起了中国古植物学家的兴趣。中国科学院南京地质古生物研究所的史红乐告诉《中国科学》，“这次在约旦发现的一些晚二叠世针叶树化石具有典型的刺槐科大叶枝的宏观形态和气孔器的显微结构，很可能代表了刺槐科最早的化石记录和现在的针叶树树冠群。在此之前，最早的罗汉松科化石发现于约2.45亿年前的中三叠世地层。”

与此同时，他说这一发现中另外两个有趣的群体是班奈克虫和蠕虫，这两种种子植物已经灭绝。由于生殖器官的特殊结构，在不同的进化理论下，它们被认为与被子植物的起源有关，甚至可能代表被子植物的祖先群体。

土地历史变迁的见证人

中国科学家长期致力于研究二叠纪末期大规模灭绝对陆生植物的影响。

2016年，中科院沈院士团队根据中国南方(黔西、滇东)的资料，发现赤道地区的陆生植物在二叠纪末期灭绝，以大型羽蕨为代表的华夏植物区系遭受重大损失，消失，植物多样性大幅减少。此外，灭绝几乎与海洋动物同时发生。

"植物化石是研究二叠纪末期大规模灭绝对陆生植物影响的最直接的材料。"中国科学院南京地质古生物研究所的万说:“为了研究大规模灭绝事件前的植物化石，探索它们的时空分布，首先要揭示哪些植物受到灭绝事件的深刻影响，并在这种灾难事件中灭绝。其次，可以检查哪些植物成功地通过了灭绝事件并存活到三叠纪。对这些植物的深入研究将帮助人们找到植物应对灾难性事件的生态策略。”

植物化石不仅能为人们了解植物的起源和演化提供直接证据，而且是恢复地质历史上古气候、古生态和古地理的良好载体。研究地质事件前后植物和植被的演变，无疑将为人们了解当前全球变暖趋势下森林和陆地生态系统的发展提供有益的参考。

相关纸质信息:

DOI: 10.1126/science.aau4061

《中国科学日报》(2019-011第三版国际版)