北美第一颗被子植物果实暗淡了一亿多年的时光,直到遇见他

作者: 王鑫, 刘芸

来源: 科学大院

发布日期: 2022-02-15 07:00:00

本文讲述了一颗被子植物果实的化石——墨西哥迪尔切果,历经一亿多年的沉睡和二三十年的泛美旅程,最终被中国科学家王鑫发现并研究,确认其为北美第一颗侏罗纪的被子植物果实,打破了古植物学家们的刻板印象,标志着被子植物化石首次在北美大陆的发现。

看到被子植物可能有的朋友不清楚到底是啥,其实它就是咱们在自然界中常见的可以开花结果的植物,也是当前生态系统中最重要的一个植物群,离开了被子植物,人类就无法生存。然而有这么一颗被子植物果实的化石,在地下沉睡了一亿多年,又经历了二三十年的泛美旅程,最后还在抽屉里沉睡了二三十年,没人知道也没人在意它是谁,直到遇见来自陕西关中的他……才摇身一变出现在了大众视野,并打破了人们的刻板印象。

它就是北美第一颗侏罗纪的被子植物果实——墨西哥迪尔切果。

被子植物的来源和历史是植物系统学家关注的重点,而要想弄清楚相关问题,离不开化石证据。被子植物和它们美丽的花朵是很多植物学家的钟爱,他们都在努力寻找历史上的第一朵花。其中最著名就是美国科学院院士大卫·迪尔切(David Dilcher),他曾经和当时还在中科院南京古生物所工作的古生物学者孙革等发表了当时最早的被子植物——辽宁古果。

由于之前研究的早期被子植物化石记录都分布在欧亚大陆,因此以化石为根据的古植物学家们容易产生刻板印象,认为在欧亚大陆之外侏罗纪并不存在早期被子植物。但是新报道的被命名为墨西哥迪尔切果(Dilcherifructus mexicana)的化石打破了这一定论。

这枚化石之所以这么命名,是因为化石的标本是由在早期被子植物研究领域里的学术权威迪尔切院士在墨西哥采集的。

而要说起这块标本的来历,还有一段情节曲折的非凡故事呢。1968年,迪尔切还很年轻。当时他随着自己的导师西奥多·德雷佛雅斯(Theodore Delevoryas)院士参加了美国地质学会学术年会组织的会后野外考察,考察地点在墨西哥境内,其间他就收集了一些侏罗纪植物化石标本,包括了这枚墨西哥迪尔切果的模式标本。

由于事务繁多,这些标本跟随迪尔切院士走南闯北,经历了从印第安那大学到佛罗里达大学的几十年泛美旅程,最后又在佛罗里达自然历史博物馆的抽屉里安安静静地等待了二三十年。在这段时光里,年轻的迪尔切从当年的助教一步步成长为教授,还在1989年荣获美国科学院院士的称号。

而在地球的另一边,一位名叫王鑫的男孩也从一个陕西关中的农村经历了小学、中学、大学及研究生的学习教育,又在迪尔切的帮助与指导下,得以在美国佛罗里达大学学习并取得博士学位,后归国工作成为南京古生物所的古植物学研究员。

时间来到2017年,王鑫因公访问了美国几所科研机构,而在佛罗里达自然历史博物馆的抽屉里他发现了这枚墨西哥迪尔切果的模式标本,并被其深深吸引。经过几年的深入研究,王鑫确认了这枚墨西哥迪尔切果是北美第一个侏罗纪的被子植物果实,并在国际学术期刊《生物系统》(Biosis: Biological Systems)上发表论文。

墨西哥迪尔切果化石出自墨西哥瓦哈卡州特索阿特兰市以南9英里处西莫恩地层的一处露头。化石是嵌在淡黄色粉砂岩中的炭化压型化石。通过相机和立体显微镜观察发现,果实呈圆形,有一个顶端和一个基部的凹陷,长10-13.6毫米,宽10-13毫米;它包括一个种子和一个封闭的果皮,果皮表面光滑,种子在果实里面,呈圆形,长约8毫米,宽6-9毫米。

值得注意的是,研究者将其认为是被子植物果实而非种子,主要是因为被硬的种皮包裹的种子的瓤通常是很难在化石中被观察到的;只有其内部种子的坚硬种皮比外部包裹的果皮层更硬,才能在压扁时被看到,而这种情况经常出现在被子植物的果实中。这恰恰是我们在墨西哥迪尔切果中看到的情形。

回望从中侏罗世到现在一亿多年的曲折历程,作为被子植物果实从深埋地下、沉睡在黑暗中,到荣登国际学术期刊,墨西哥迪尔切果终于回归了自己的正位、迎来了明媚的春光。这是可以确认的被子植物化石首次在北美大陆闪亮登场,也是中国科学家首次独立研究的北美早期被子植物果实化石。

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