在辽宁、河北、内蒙古三省(区)交界,在一方大美之地,名谓朝阳。"朝阳"之名,语出《诗经•大雅》"凤凰鸣矣,于彼高冈;梧桐生矣,于彼朝阳"之句,隽美的意蕴昭示了此方水土的卓而不凡。朝阳之美,在于遍地散发的文化神彩。这里是中华人类的发源地之一,早在10万年前,"鸽子洞人"就在此开拓耕耘,繁衍生息。从秦朝开始,历代统治者及北方的贵族势力,相继在这里子设置郡、县、府、庭,史有北方唯一重镇之誉。

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惊现全球最早花

发布时间:2013-04-11 10:11:22

    植物,是整个"生物金字塔"的基底,是所有动物赖以生存的基础。热河生物群中发现了大量的动物化石,说明当时的植物非常繁盛。朝阳一带是热河生物群的发祥地,科学家在这一带发现了难以计数的植物化石。从最低等的藻类植物到高等的苔藓植物、蕨类植物、种子植物,特别是最高等的植物种子植物中的被子植物,在朝阳都有发现。其中经过科学家研究命名的有37属56种。

    

辽宁古果复原图

    朝阳植物化石的研究发现可以追溯到20世纪30年代。

    植物化石与含煤地层有密切的关系,因此在20世纪30年代,日本人侵占东北时,为了寻找和掠夺中国东北的煤炭资源,对在北票、南票、凌源以及阜新等地区地层中发现的植物化石进行了研究。如日本学者矢部长克和远藤诚道分别在1934年和1935年研究报道了产自当时属于热河省的凌源县的热河裂鳞果与热河眼子菜。前者是松柏类植物的繁殖器官,而后者后来被证实部分属于一种裸子植物买麻藤类。新中国成立以后,国家地质部、中国科学院、国家煤炭部的地质队、辽宁省地质局的地质队等,对辽西地区的植物化石进行了大量的研究报道。在植物化石的研究发现中,热点问题是追溯被子植物的起源及其早期演化。

    最早的花踏破铁鞋无觅处

    说到被子植物,我们有必要首先了解一下生物演化的最基本规律和一些常识性的问题。生物演化是从单细胞到多细胞、从简单到复杂、从低等到高等的过程。对植物来说,也经历了这样的演化过程,从最原始的藻类演化到苔藓植物、蕨类植物、裸子植物,最后到最高级阶段被子植物。被子植物也叫开花植物,是指种子外有包被保护的一类植物,如高粱、谷子、大豆、棉花等农作物和桃、李、梨、苹果等树木,都是被子植物。被子植物是当今世界上最繁盛和最庞大的植物类群,有300400个科约25万种。被子植物的兴起被称为植物发展史上,甚至是地球生物圈发展史上最重要的飞跃之一。它不仅深刻地影响了植物界,也影响着动物界,对动物界的发展和演化具有重要意义。科学家认为,哺乳动物是随着被子植物的昌盛而兴起的。作为最高级的哺乳动物人类,我们生存最重要的方面"衣"和"食"主要来源于被子植物。可以说没有被子植物,人类的生存是无法想象的。但被子植物是什么时候起源的?是从哪里起源的?是起源于哪一种植物?对于人类来说仍然是未解之谜。    

中华古果

    早在一百多年前,人们就在距今一亿多年前的地质学上称为白垩纪的地层中,发现了大量的被子植物化石,但人们却一直为找不到它们的祖先类群而困惑不解,被"进化论之父"达尔文称之为"讨厌之谜"。百余年来,全世界的古植物学家为解开这个"讨厌之谜"一直在苦苦寻觅,孜孜探索,但对被子植物起源演化的一些关键问题仍然知之不多。目前,获得世界公认的最早的被子植物化石是发现于以色列和英国南部的花粉化石,地质年代上属于早白垩世的凡兰吟期欧特里夫期,距今约1.351.3亿年。可惜的是,可靠的被子植物大化石(指肉眼可见的枝、叶、花、果实、种子等化石)在早白垩世最早期和更古老的地层中一直没有出现。因此,从这些地层中寻找最早的被子植物化石成了古植物学家的兴趣所在。由于以前的研究一般把以朝阳为中心的热河生物群的时代定为晚侏罗世,距今大约1.45亿年。那么,朝阳地区也就自然而然成为了研究"早期被子植物"的一个热点地区。

    最早报道朝阳被子植物的应该说是日本学者矢部长克和远藤诚道。他们认为,他们在1935年报道的热河眼子菜,就是属于被子植物的一种单子叶植物。但由于标本保存差、描述简单,他们的工作未能引起学术界的足够重视与肯定。此后的50多年中一直没有热河生物群被子植物的任何报道。

    直到1989年,辽宁煤田地质局的常征路,在朝阳北票县上园乡的尖山沟,帮助中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的周忠和寻找鱼类化石时,发现了一种植物化石,送给了中国科学院南京地质古生物研究所的曹正尧,但曹正尧一直没有报道这一研究发现。20世纪90年代后期,由于朝阳鸟类化石研究发现热潮的带动,有关被子植物的研究报道才又开始出现。1998年曹正尧和吴舜卿在中国的《科学通报》上发表了《辽宁义县组单子叶植物化石的发现》一文,报道了在北票市上园镇尖山沟发现的陈氏辽西草、常氏似画眉草和一些单子叶植物叶。其中常氏似画眉草就是常征路送给他的,后来又更名为常氏辽西草。曹正尧等认为,这些都是属于被子植物中的单子叶植物。同年,中国科学院植物研究所的段淑英,从朝阳的化石收藏者梁士宽提供的化石中发现一块保存良好的植物化石,她认为是被子植物的生殖器官。经半年的研究后段淑英将其定名为梁氏朝阳序,并在《中国科学》上以《最古老的被子植物具三心皮结构的生殖器官化石》为题进行了报道。段淑英认为,这是一种近水生活的草本植物。这种植物在植物进化过程中是一个盲支,只存在一个很短的时期就绝灭了。但无论是陈氏辽西草、常氏似画眉草还是梁氏朝阳序都被后来的研究者认为是买麻藤类的植物,属于裸子植物的范畴而不是被子植物。

    辽宁古果--孙革得来不寻常

    另一方面,中国科学院南京地质古生物研究所孙革研究员也在为破解被子植物起源之谜,苦苦寻觅着。1990年的夏天,孙革和沈阳地质矿产研究所郑少林等在黑龙江省鸡西地区发现了距今约1.3亿年的植物化石。孙革教授从中分析出了13粒原位的被子植物花粉。美国著名孢粉学家布莱纳教授认为这就是"全球最早的被子植物花粉"。接着他们又把目光投向辽西,在从1990年到1996年前后6年的时间里,他们在辽西留下了无数探索的足迹,洒下了更多艰辛的汗水,先后采集了600多块植物化石,从中发现了一些类似在蒙古发现的"似被子植物",但真正可靠的被子植物大化石还没能发现。    

辽宁古果发现者孙革教授

    1996年深秋里的一天,一位刚从朝阳回来的同事为孙革送来了3块化石。由于当时工作较忙,这些化石被暂时搁置一旁。两天后的夜里,当孙革在研究室里小心翼翼地打开用纸包裹着的这些化石时,他突然被其中的一块吸引住了。他立刻把它放在显微镜下认真观察,他几乎不相信自己的眼睛:在一株纤细的、主侧枝呈倒人字形的、貌似蕨类植物的枝条上,螺旋状排列着四十几枚类似豆荚的果实(专家把它们称为蓇葖果),每个果实中都包藏着2至4粒米粒般大小的种子……孙革教授兴奋不已,他似乎看见一株金造菩提,看见了一亿年前的春花秋实,也看见了一个鸟语花香的远古世界。

    这块化石来自辽宁朝阳北票市的上园镇,来自发现震惊世界的孔子鸟化石和长毛的恐龙中华龙鸟化石的四合屯西北3公里处的黄半吉沟。1997年的初春,孙革等赶赴辽西,来到了黄半吉沟。他们先后在这一带采集到了1000多块化石,并从中发现了8块与上述植物相同的化石。

    1998年11月27日,美国《科学》杂志以封面文章发表了孙革等撰写的《追溯最早的花中国东北侏罗纪被子植物:古果》的论文,报道了这一重大研究发现,认为这是一种早期的被子植物,把它命名为"辽宁古果"。其中"古果"为属名,"辽宁"为种名。这一重大发现公布后,立即引起国际科学界的重视,20多个国家的近百家新闻媒体都报道了这一发现。这一成果曾被评为"1998年中国十大科技新闻"之一及"1998年中国基础研究十大新闻"之一。    

辽宁古果化石

    孙革等后来又分别在2000年和2002年根据更多的标本对这类植物进行了更新报道。其中在2002年5月3日出版的美国《科学》杂志发表的封面文章中,孙革等增添了一个新种中华古果。中华古果是在凌源市大王杖子乡发现的。孙革等认为这是一种水生被子植物,并认为这类植物是现代所有被子植物的姊妹类群(科学术语,指这类植物和现代被子植物的最原始类群,有共同的祖先)。

    十字中华果--被子植物大化石

    2000年夏,一名化石收藏者将两块植物化石送给了中国科学院南京地质古生物研究所的冷琴进行研究。冷琴把这一化石带到瑞典,与她的博士生导师、著名古植物学家、丹麦人傅睿思进行研究。2003年10月,她们在国际植物学刊物《植物系统与演化》上发表了研究成果,把这一化石命名为十字中华果。这一化石保存的已经是果实阶段,但还残留了少许"花"和"花序"的特征。化石上共有5个果实保存下来,这些果实以十字型排列在主轴上,因而科学家把它的种名定为"十字",而"中华果"是它的属名。十字中华果上的每个果实分成4丬,每丬在下半部分合生,上半部分各自分开,每丬中有大约10个种子。这一化石产自凌源市大王杖子早白垩世地层中,距今1.25亿年。    

十字中华果化石

    这种植物由于保存了很好的细微结构,显示了只有被子植物才有的鉴定特征,所以科学家认为,这是一种无疑问的被子植物。

    迪拉丽花--最早被子植物典型花

    这件化石是中科院南京地质古生物所王鑫博士于2007年研究发现的,化石具有典型花的结构和式样,具有人们熟知的花的结构,包括花梗、花被片、雄蕊和雌蕊。王鑫称这是1.25亿年前在朝阳大地上正在开放的花,也是迄今为止世界上发现最早的被子植物的典型的花。此花化石产于朝阳北票市上园镇黄半吉沟义县组。热河生物群原来被认为时代较老,属于侏罗纪晚期,距今1·5亿年左右。但近年来越来越多的研究证明热河生物群的时代无疑属于早白垩世,距今1.25亿年左右。但这是不是说热河生物群的被子植物研究就意义不大了呢?其实不然。不仅被子植物的起源目前对人类而言还是个未解之迷,对被子植物出现以后的早期演化过程人们也知之甚少。目前世界上还只有少数几个地区发现了早期的被子植物化石,化石保存好的地点更是凤毛麟角。而朝阳地区经常有完整植株发现,这在世界上也是罕见的。这种保存状况,不仅为科学家研究早期被子植物的形态特征提供了依据,还为研究当时的生态环境、气候等提供了得天独厚的条件。    

迪拉丽花化石

   

朝阳市台办供稿

朝阳市人民政府台湾事务办公室

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