地球上迄今最古老的花朵竟然叫“南京花”！

快速阅读版：12月18日，英国著名学术刊物《eLife》上发表了中国科学院南京地质古生物研究所领衔的中国、西班牙、澳大利亚三国科研人员团队的新发现——距今至少有1.74亿年，绽放于侏罗纪早期的“南京花”。这是迄今为止最为可信的，地球上最古老的花朵化石，将被子植物的化石记录向前推进了约5000万年。

 

 

▲“南京花”复原图

花，是现代大自然中一道亮丽的风景，将大自然装点得五彩斑斓。这些开花植物，又被称为被子植物，是目前植物界里最为多样化的植物类群，世界范围内的现生被子植物至少有30万种，占植物界的绝大多数。

▲不同科的被子植物的花（图片来源：维基百科）

TIP:被子植物的用途

以被子植物为主要代表的绿色植物，每年向地球提供几百亿吨宝贵的氧气。谷类、豆类、瓜果等人类及动物的大部分食物，多来源于被子植物；在造纸、纺织等人类生活各个领域，以被子植物作为原材料的物品，不胜枚举，起到了不可替代的作用。

 

早在一百多年前，人们就已经知道植物有着漫长的进化历史，但直到一亿多年前的白垩纪早期才开始出现大量的被子植物化石记录。因此，被子植物的起源，以及它们在白垩纪时期的迅速崛起，长期以来一直困扰着植物学家和进化生物学家，并且经常称之为“达尔文的讨厌之谜”。

 

▲达尔文与其记述了“讨厌之谜”的信件（图片来源网络）

 

白垩纪之前真的没有被子植物吗？这样一个看似相沿成习的观点，终于迎来了化石发现的“冲击”！

由中科院南古所研究员王鑫、副研究员傅强领衔的由中国、西班牙、澳大利亚学者所组成的团队，发现了迄今为止，地球上最古老的花朵化石——“南京花”（Nanjinganthus dendrostyla）。

科研人员认为，“南京花”出现在侏罗纪早期，距今至少1.74亿年。这也将被子植物的化石记录向前推进了约5000万年。12月18日，该科研成果刊登于英国学术期刊《eLife》上。

 

乱石寻花，惊！

 

之所以起名为“南京花”，因为其发现地位于中国南京。

 

 

▲化石发现产地及层位

 

在南京东郊，有一处早侏罗世（曾经恐龙活跃的时代）地层（地质学上称之为南象山组），该地层恰巧在傅强家附近。每逢周末假期，傅强便带着地质锤，在附近出露的岩石处找寻化石。

▲在傅强家阳台远观化石产出剖面

 

经过近两年的持续采集， 2016年春节前后，傅强在这个早侏罗世地层中，首次发现了一批像花一样的不明植物化石，这一发现让傅强异常兴奋。傅强立刻将化石带给专门研究被子植物化石的王鑫。

▲傅强展示其中一块“南京花”化石标本

 

果不其然，这朵开在侏罗纪恐龙时代的“花”，让王鑫也吃了一惊。因为这些化石，正是被子植物起源研究人员梦寐以求的标本！更为关键的是，这些“花”的很多特征，也正是王鑫根据自己的理论推导的最早的被子植物的特征！

为了确认，王鑫和傅强随后又多次来到化石点。他们收获颇丰，更多化石的发现，让他们对这些“花”的信心大增。据不完全统计，此后，科研团队陆续发现了近80块，约300朵“南京花”标本。

 

观石认花，喜！

 

这些化石现在保存于中科院南古所。标本非常丰富，其中一块化石标本上，分布着七八十朵“南京花”。

 

 

▲“南京花”化石标本

 

用肉眼来看，南京花凹凸的黑点形态上很像“梅花”。这些“南京花”的平均直径10毫米左右，多有4片或5片花瓣。

 

▲“南京花”形态与现代的花非常相似

 

显微镜下看，“南京花”具有花萼、花瓣、雌蕊，有明显的杯托、下位子房上位花、树状的花柱。

▲显微镜下的“南京花”化石

 

此次团队利用发现的充足的化石标本，全方位的对这些“花”进行解剖研究。

从标本可见，有些"南京花"被平压保存，这样从上方，便可以看清花瓣的形状和个数。

▲南京花修理前后的对比

有些‘南京花’侧压在化石中，这样可以从侧面来研究花朵内部结构。

▲下位子房上位花，中间可见明显的树状花柱

科研人员通过解剖部分标本，还发现“南京花”的子房壁，它将种子与外界完全隔绝，这满足了被子植物的判断标准。“这说明‘南京花’不仅长得像，而就是一朵真正的花。”王鑫表示。

▲“南京花”花瓣的细节

此外，科研团队用孢粉组合等方法，结合前人的独立研究成果，推断出这些花的年龄至少是1.74亿年前。

“南京花”意味着什么？

1. 该发现将主流观点所认为的被子植物最早化石记录向前推进了约5000万年。

古生物学界的主流观点是：被子植物直到白垩纪（1.45亿至0.66亿年前）才真正出现。“南京花”的发现，使得该演化理论面临着巨大的冲击。

2. “南京花”的发现，告知大家花是从哪里演化来的。

研究表明，雌蕊的基本单位（心皮）是由长胚珠的枝在被叶包裹后形成的，这也对植物学界广为流传的“心皮是由叶演化而来”的结论提出了挑战。

 

 

▲心皮由长胚珠的枝在被叶包裹后形成的示意图

 

未来，科研人员将继续围绕“南京花”及其产出地层和伴生化石开展研究，更好地揭示“南京花”身上隐藏的信息，并努力恢复当时的古环境古生态，为人们了解被子植物的起源过程和生态环境提供更多参考。

 

 

▲傅强（左）与王鑫（右）在“南京花”产地采集化石

 

科学研究永无止境。人类对于被子植物，乃至任何一个生物类群起源的探索，都只是一个无限接近事实的过程。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，也正是科学研究的写照！

此项研究得到中科院战略性先导科技专项（B类）和国家自然科学基金资助。

本文由中国科学院战略性先导科技专项（B类）“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”项目支持，中科院南古所创作。