编者按：以下文章经The Conversation（一个涵盖最新研究的在线出版物）许可转载。
光合作用——将太阳的能量转化为燃料的能力——最早出现在地球上的单细胞生物中，这些单细胞生物最终进化成藻类，然后是苔藓，然后是蕨类植物。开花植物，现在是我们景观中如此熟悉的一部分，直到侏罗纪时期才进化出来，那时恐龙和哺乳动物已经出现。在这个时候，昆虫正在多样化，而进化的植物利用新出现的虫子将它们自身的遗传物质从一株植物传播到另一株植物。开花植物，也称为被子植物，是这种早期版本的性及其遗传物质交换的产物——这在进化中非常重要。
最近对化石植物的发现和分析开启了关于这些早期植物的性质和关系的讨论。这些化石最初是在100多年前在比利牛斯山脉开采的石版石灰岩中发现的，它们有着奇怪蔓延的茎，人们对其知之甚少。有些人认为它们是苔藓，有些人认为它们是针叶树，但很少有人将这些化石识别为开花植物。
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现在，我和我的同事，由法国里昂的伯纳德·戈麦斯领导的古植物学家团队，提出了证据，表明这种化石蒙特塞基亚，早在1.3亿年前就已存在，是已知最早的完全水下水生开花植物的例子。经过仔细分析从西班牙东北部新采集的数百个保存完好的化石，我们认为蒙特塞基亚在水下开花，并在水下授粉，其生活方式与当今世界各地发现的植物金鱼藻相似。
花卉的一切都是关于性和将新的遗传物质引入繁殖系。蒙特塞基亚是一个非常早期的进化谱系的例子，它以一种新的方式解决了这一挑战——依靠水来传播花粉，而不是风或动物传粉媒介。
我们在这些新的古老化石中看到的植物
根据我们检查的许多化石样本，蒙特塞基亚漂浮在淡水湖中并浸没在水中。它具有蔓延的生长方式，自由分枝。这种开花植物没有表现出我们倾向于与花卉联系在一起的华丽花朵。但是，由于它包含包裹在果实中的种子，这是被子植物的基本特征，因此被归类为开花植物。
我们发现了这种化石的两种形式：一种形式的叶子很小，紧贴茎部。在这种形式中，我们经常看到成熟的果实。
另一种形式的叶子从茎伸出，很少发现附着成熟的种子。我们在相同的化石地点一起看到了两种叶型。
今天，许多花由花瓣和雄性雄蕊（带有产生花粉的花丝和花药）以及雌性心皮（成熟为果实并包含种子，如豆荚中的豌豆）组成。我们没有在蒙特塞基亚中发现任何雄花或它们在茎上生长的残骸。看来它们有单独的花来容纳花粉器官和心皮。
寻找第一朵花
当被问及世界上第一朵花是什么样子时，30年前一些植物学家说木兰是典型的形式。后来，其他人认为睡莲花可能是一个更好的选择。
然后，分子系统学的工具使植物学家能够利用植物细胞的细胞核和叶绿体中的DNA和RNA，根据分子特征来推断出关系。那时，今天仅在新喀里多尼亚发现的一种名为水茴草的属，作为可能的第一种开花植物而受到青睐。
另一个竞争者，金鱼藻，也曾一度被认为是所有开花植物的基部，后来被水茴草取代，此后它在被子植物中的地位一直不确定。蒙特塞基亚，有着1.3亿年的历史——是已知任何开花植物中最古老的巨型化石遗迹之一——属于金鱼藻的谱系。这使得这个开花植物谱系成为已知最古老的谱系之一，并表明水下金鱼藻重新成为原始开花植物的竞争者。
金鱼藻，第一朵花的现代后裔 金鱼藻由六个物种组成，它们在当今世界的所有大陆中，除南极洲外，都以自己的目（金鱼藻目）的单一属发现。
这些蒙特塞基亚的现代后裔具有单独的雄花和雌花，没有萼片或花瓣，只有简单的生殖器官，如雄蕊和心皮。当它们繁殖时，雄蕊释放出含有花粉的花药，使其漂浮到水面。然后花粉被释放出来，开始缓慢地沉入水柱中。当它下降时，被水流移动，会生长出一个分枝的花粉管。当花粉管到达雌性附近时，一个分枝会找到一个小孔进入并授粉。这就是植物如何受精并产生种子。
由于花粉的水传播，会发生遗传混合或异交，就像昆虫携带花粉一样。
蒙特塞基亚的化石果实也在果皮中有一个类似的小孔，种子的位置与今天的金鱼藻相似。这表明这些非常古老的花卉在水下开花，本质上非常简单（还没有美丽的花瓣），并在水下授粉。这种开花植物在进化早期管理其繁殖的非常早期和富有创造性的方式令人印象深刻。
蒙特塞基亚将金鱼藻谱系置于所有开花植物中最古老的谱系之一，并表明我们需要重新评估原始被子植物进化的性质。
大卫·迪尔切不为任何可能从此篇文章中受益的公司或组织工作、咨询、持有股份或接受资助，并且除了以上学术任命外，没有披露任何相关的隶属关系。
本文最初发表在The Conversation上。阅读原始文章。