一亿四千万年前的花:看起来有点像玉兰

一亿四千万年前的花:看起来有点像玉兰

  儘管地球上大多数植物都会开花,但花的演化过程却仍笼罩在神秘的阴影下。花是被子植物(又称开花植物)的生殖器官,它们是植物界最多样化的种类,目前世界上共有超过36万种被子植物,而它们全部起源于一个遥远的共同祖先。

  这朵远古时期的被子植物祖先,大约生活在两亿五千万年至一亿四千万年前,它在这个美丽星球逐渐变暖的时候,盛开出世界上第一朵花。那是一个比今日拥有更多氧气和温室气体的环境,而陆地还是由恐龙所主宰的原始世界。

  虽然恐龙早在六千五百万年前灭绝,但科学家了解禽龙的程度却远胜于原始的花。最主要的原因是人们还未发现始祖花的蹤迹,因为花的结构脆弱只能在非常幸运的情况下转化成化石,而人类目前还没有找到一亿四千万前或更早以前的花朵化石,导致科学家对始祖花的看法非常有限。

一亿四千万年前的花:看起来有点像玉兰

  直到最近,由植物学家组成的国际团队发表了一项重大的新研究,他们重建出始祖花迄今为止最有可能的样貌和特徵。这项刊登在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上的研究并不是依据花化石做出的模型,而是透过分析800多种当代被子植物所得出的结论。

  植物学家透过比较众多被子植物的相似性与差异性,以推断其祖先的样貌特徵。举例来说,由于所有兰科植物的花其中一半皆为另一半的镜像(两侧对称),因此科学家便假设它的祖先应该也有两侧对称的花瓣,接着与其最近的祖先相互比对特徵,如此反覆比较直到回溯至被子植物家谱的根源。

  那幺始祖花可能长什幺样子呢?

  从某些方面来看,始祖花看起来有点像现代的玉兰:它具有多个未分化的「花瓣」(技术上来说是花被片),并以同心圆的方式排列。而在其中心有着多排生殖器官,包括产出花粉的雄蕊和内藏胚珠的雌蕊。远古时期的传粉者就是在这朵花上爬行蒐集花粉,不知不觉地帮助了被子植物繁殖。

一亿四千万年前的花:看起来有点像玉兰

  除了样貌特徵的推论,这项新研究也有助于釐清始祖花是否为雌雄异体,又或者是雄性和雌性生殖器官生长在同一株花里的雌雄同体。过去的证据指出了两种不同的答案:一方面,已知最早和其他被子植物分开演化的谱系,现存只有来自太平洋岛屿新喀里多尼亚的罕见灌木「无油樟」(Amborella),其花朵为雌雄异株的单性花;但另一方面,现代被子植物大多数为雌雄同株,同一朵花拥有两种性别。

  研究作者解决了这项争议,并表明始祖花为雌雄同株。这意味着古代的开花植物能作为雄蕊或雌蕊不断地繁殖,当花粉传递至新环境时,这种雌雄同株的特徵对它们的生存繁殖也更为有利。此外,许多漂洋过海至偏远海岛的植物物种往往也是雌雄同体,这种具双性别的特徵使远古时期的开花植物优于其他竞争对手。

一亿四千万年前的花:看起来有点像玉兰

  儘管始祖花与现代花朵有明显的相似之处,但它们也有令科学家感到惊讶的部分。例如,植物学家从很久以前认为,始祖花的中心周围应是呈螺旋状排列,这种特徵可以在八角这类现代物种中看见。然而,新的重建模型却强烈地认为,始祖花的生殖器官并非螺旋状,而是与大多数现代植物相同的同心圆或「螺纹状」排列。

  现在我们知道地球上最早的花可能长什幺样子,但科学家仍不清楚花是如何演化成现在这样,而导致其演化的详细过程也还是未知数。也许科学家只能等到发现两亿五千万年至一亿四千万年之间的新化石样本后,才能揭开花朵的起源真相。

参考报导:The Conversation