科学家认为陆地植物或诞生于5亿年前

植物科学家曾经认为苔藓是最原始的活植物。图片来源:美国国家科学院院刊

人类应该感谢陆地植物提供了可呼吸的氧气。现在，人们对他们第一次踏上陆地有了更好的理解。尽管已知最古老的陆生植物化石已有4.2亿年的历史，但研究人员现在得出结论，绿藻层在近1亿年前首次登陆陆地。

“这项研究具有重要的全球意义，因为我们知道早期植物使气候变冷，并增加了地球大气中的氧气含量。”英国埃克塞特大学的地球系统科学家蒂姆·伦顿没有参与这项研究，他说这些条件支持了陆生动物生命的扩展。

几十年来，生物学家一直试图为陆生植物的诞生提供一个可靠的日期。然而，由于缺少主干和硬壳，植物在化石记录中留下的信息很少，所以研究人员怀疑即使是最古老的植物化石也不能代表最早的植物群。

一些科学家试图用植物遗传数据作为“分子时钟”来阐明它们的进化史——知道特定的突变率可以根据植物DNA的差异来估计不同物种分离的时间。然而，研究人员还不清楚植物系谱中最低或最早的分支。在此基础上，维管植物，包括最熟悉的树木、庄稼和花，在地钱、角苔和苔藓出现后的某个时间诞生。然而，最后三个种群出现的顺序一直是一个未解之谜，阻碍了对分子时钟的研究。

菲利普·多诺霍认为，有了足够的计算能力，这个难题就可以解决。布里斯托尔大学的古生物学家多诺霍和他的同事从之前收集的100多种植物和藻类的遗传数据开始。他们使用了几种类型的分析来测试四种植物种群关系的每一种排列，并考虑了十多种植物化石的年龄作为现实检验。

多诺霍和他的同事在最近出版的《美国国家科学院院刊》上报道说，植物家族树的基石的精确排列与最早的陆地植物无关。所有分析表明，陆地植物最早出现在大约5亿年前的寒武纪。那时，多细胞动物物种的发展已经开始。

伦顿认为，最新的分析“表明最早的陆生植物出现的时间比人们想象的要早，这与目前哪种陆生植物先进化的不确定性没有任何关系”。

多诺霍的团队也应用计算能力来解决这些不确定性。植物科学家曾经认为苔藓是最原始的活植物，因为它们没有根和孔来进行气体和水的交换。然而，最近的一些研究表明，像苔藓这样的植物并不是最早的陆地植物。现在多诺霍同意了。他认为苔藓与苔藓关系最密切，曾经有过根和毛孔，但随着时间的推移失去了这些特征。该小组在最近出版的《当代生物学》杂志上报道了这一发现。

"人们一直认为所有植物的祖先在生理结构上与地钱相似。"多诺霍说，但是他的团队的分析表明，祖先可能有初步的根和孔，所以它可能长得更好，处理了更多的土壤和二氧化碳，这对地球的生物地球化学的影响比研究人员一直认为的要大。

"我很高兴看到他们对莫斯的结论与我们的一致."佐治亚大学的植物进化生物学家吉姆·李本斯-马克说。他帮助收集了多诺霍用于最新分析的数据。

Leebens-Mack还称赞了这项计算陆地植物何时出现的研究，认为这是迄今为止最深入的研究。佛罗里达大学的植物进化生物学家帕米拉·索尔蒂斯(Pamela Soltis)认为，如果多诺霍的结果是正确的，“这改变了陆地生命起源的整个时间线，以及随后植物和相关动物种群进化和转化的速度”。同时，“这些更早的日期意味着地球的变化可能比我们想象的要慢。”

利本斯-马克仍保持谨慎。他认为分子钟分析总是导致更早的日期，所以“我对这些估计有所保留”。(慢慢编译)