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一项新的全球研究揭示了地球开花植物的“时间树”

今天,澳大利亚和墨西哥的科学家在《自然生态与进化》上发表了一项新研究,揭示了世界上第一棵完整的被子植物“时间树”——一种对地球开花植物进化过程的重构。

被子植物(开花植物)的兴起始于约1.4亿年前,引发了地球近代史上最具戏剧性的生物革命之一。

关于创造地球上最多样化的植物的家族起源的时间和地点的关键问题,到目前为止基本上没有得到解答。

来自澳大利亚植物科学研究所的Herve Sauquet博士和新南威尔士大学的高级访问学者在悉尼皇家植物园工作,他协调了238个被子植物化石校准数据集,这是有史以来最大的。

“化石是理解被子植物分化时期这些重要进化问题所需要的最重要证据,”Sauquet博士说。

“之前的此类研究只使用了30到60个化石记录,我们希望大幅增加这个数字,并通过记录过程中的每一个部分来为化石校准设定更高的标准。”我们经常不得不翻译不同语言的记录,做无情的侦探工作,以得到我们手中的几个世纪的历史和最新的化石描述,”Sauquet博士说。

研究人员还分析了现有开花植物的地理分布,并通过结合新的“时间树”和超过1600万种被子植物的发生记录,观察了被子植物科的年龄在全球的分布情况。

这项研究的第一作者、来自墨西哥国立自治大学的圣地亚哥·拉米雷斯-巴拉霍纳博士(Dr. Santiago Ramirez-Barahona)说,我们现在有了迄今为止最全面的证据,证实被子植物起源于热带环境。

Ramirez-Barahona博士说:“但是有一个转折,尽管热带生态系统是古老家族的家园,我们的研究结果表明,今天被子植物占主导地位的热带雨林是地球历史上相对较新的发展。”

“地球上的每一物种都有一个‘茎’年龄(其起源的年龄)和一个‘冠’年龄(其向我们今天看到的活物种多样化的开始),鸟类就是一个很好的例子。鸟类的主干时代是在大约两亿四千万年前从鳄鱼中分离出来的,而它们的皇冠时代是在大约一亿年前,是所有现存鸟类的最近的共同祖先。发生在茎和冠时代之间的事情非常有趣,因为这是恐龙在地球上游荡的时候。也是在这个时候,定义现代鸟类的所有特征都进化了,这正是我们在被子植物研究中想要了解的,”Ramirez-Barahona博士说。

墨西哥国立自治大学的资深作者Susana Magallon教授说,这项研究进一步支持了这样一种观点,即现代开花物种的生态优势一直延续到大约6600万年前恐龙灭绝之后。

马加隆教授说:“通过对被子植物科的茎和冠年龄的估算,我们发现,从家族起源到它们开始多样化成为我们今天看到的现存物种,它们之间的年龄差异在3700万年到5600万年之间。”“考虑到这一点,平均滞后时间相当于被子植物进化过程的三分之一,也就是至少1.4亿年。”

Sauquet博士说,新的研究为被子植物起源后最关键的进化阶段提供了新的时间和地理信息。

“在这段时间里,开花植物成为陆地植物的主要和最重要的一群,它们是大多数陆地生物和几乎所有人类农作物的主要食物来源,”Sauquet博士说。

这项新研究也将有助于更广泛地理解地球上的所有进化,为生命之谜增添另一个关键部分。

悉尼皇家植物园、澳大利亚安南山植物园和托玛山蓝山植物园的所有科学设施、项目和生活收藏品都已合并在新的澳大利亚植物科学研究所的管理之下。

这个新研究所正在推进植物的基本知识,并提出有效的保护方案,以确保植物和所有依赖它们的生命的生存。

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