显花植物的起源

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图片来源:威斯康星大学

长期以来,研究人员一直对显花植物或被子植物的起源感到困惑。事实上,早在 125 年前,达尔文本人就宣称它们在化石记录中的突然出现是一个“令人憎恶的谜”。随后,基于化石证据和对现存植物解剖结构的比较来梳理花卉的出现和多样化的努力,并没有在研究人员中达成多少共识。但近年来,新的数据提供了见解,向许多学者表明,一个名为 Amborella 的小型开花灌木属构成了被子植物家族树的第一个分支。 然而,根据昨天发表在《美国国家科学院院刊》上的一份报告,Amborella 可能不得不与睡莲和莲花所在的睡莲目 (Nymphaeales) 分享该分支。

宾夕法尼亚州立大学的托德·J·巴克曼 (Todd J. Barkman) 和他的同事研究了来自植物细胞中所有三个基因组区室(细胞核、线粒体和质体)基因的分子序列数据,以便生成系统发育树>,或家族树。他们对两个不同数据集(一个由六个基因组成,另一个由九个基因组成)的分析都表明,Amborella 和睡莲目共同构成了“最早分支”的被子植物谱系。这种扩展模型在几个重要方面与早期模型不同。例如,将 Amborella 单独放在第一个分支的模型表明,显花植物的祖先具有单性花并且没有用于营养运输的导管,而 Amborella + 睡莲目模型表明,祖先可能具有单性花或两性花以及导管。


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这些区别对于普通观察者来说可能显得晦涩难懂。但康奈尔大学的威廉·L·克雷佩特 (William L. Crepet) 在对该报告的评论中指出,理解被子植物的起源和进化具有现代意义。“这将有助于更好地理解物种分布及其生态影响。它将促进更有效的系统发育背景指导的天然药物搜索,并提供一个精确的框架,以便在其中明智地指导和合乎伦理地评估植物在农业和药用方面的不可避免的(如果存在争议的)生物工程改造。”此外,他继续说道,“关系知识有可能通过允许在涉及艰难选择的情况下比较类群的明确独特性,从而为就生物多样性保护问题做出更明智的决策提供可能。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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