顯花植物的起源

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圖片來源:威斯康星大學

長期以來,研究人員一直對顯花植物或被子植物的起源感到困惑。事實上,早在 125 年前,達爾文字人就宣稱它們在化石記錄中的突然出現是一個“令人憎惡的謎”。隨後,基於化石證據和對現存植物解剖結構的比較來梳理花卉的出現和多樣化的努力,並沒有在研究人員中達成多少共識。但近年來,新的資料提供了見解,向許多學者表明,一個名為 Amborella 的小型開花灌木屬構成了被子植物家族樹的第一個分支。 然而,根據昨天發表在《美國國家科學院院刊》上的一份報告,Amborella 可能不得不與睡蓮和蓮花所在的睡蓮目 (Nymphaeales) 分享該分支。

賓夕法尼亞州立大學的託德·J·巴克曼 (Todd J. Barkman) 和他的同事研究了來自植物細胞中所有三個基因組區室(細胞核、線粒體和質體)基因的分子序列資料,以便生成系統發育樹>,或家族樹。他們對兩個不同資料集(一個由六個基因組成,另一個由九個基因組成)的分析都表明,Amborella 和睡蓮目共同構成了“最早分支”的被子植物譜系。這種擴充套件模型在幾個重要方面與早期模型不同。例如,將 Amborella 單獨放在第一個分支的模型表明,顯花植物的祖先具有單性花並且沒有用於營養運輸的導管,而 Amborella + 睡蓮目模型表明,祖先可能具有單性花或兩性花以及導管。


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這些區別對於普通觀察者來說可能顯得晦澀難懂。但康奈爾大學的威廉·L·克雷佩特 (William L. Crepet) 在對該報告的評論中指出,理解被子植物的起源和進化具有現代意義。“這將有助於更好地理解物種分佈及其生態影響。它將促進更有效的系統發育背景指導的天然藥物搜尋,並提供一個精確的框架,以便在其中明智地指導和合乎倫理地評估植物在農業和藥用方面的不可避免的(如果存在爭議的)生物工程改造。”此外,他繼續說道,“關係知識有可能透過允許在涉及艱難選擇的情況下比較類群的明確獨特性,從而為就生物多樣性保護問題做出更明智的決策提供可能。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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