世界上最早的花究竟何時(shí)出現(xiàn)

植物世界開始并沒有花，花兒何時(shí)盛開大地，為我們帶來美麗多彩的世界，一直是令科學(xué)界執(zhí)迷的世界性難題。

破解“討厭之謎”，被子植物演化提供關(guān)鍵證據(jù)

進(jìn)化生物學(xué)的奠基人、英國博物學(xué)家達(dá)爾文在他的研究中就已注意到，1億年前的白堊紀(jì)時(shí)代植物界就有了開花植物，并發(fā)生了快速演化。但他為尋找不到有花被子植物的源頭和突然出現(xiàn)的多樣性有花植物感到深深地思慮，因?yàn)檫@與他的進(jìn)化論觀點(diǎn)“生物演化是漸進(jìn)的”相悖，他對此感到非常困惑。1879年，達(dá)爾文在給時(shí)任英國皇家植物園（邱園）主任J.D.Hooker爵士的信中，針對被子植物在白堊紀(jì)地層中突然大量出現(xiàn)，卻又找不到它們的祖先類群和早期演化的線索的現(xiàn)象，無奈地稱之為是一個(gè)“討厭之謎”。

為了破解達(dá)爾文的“討厭之謎”，科學(xué)界在過去一百幾十年來做了不懈努力，一直將被子植物的起源與早期演化視作植物學(xué)、古生物學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)研究中的熱點(diǎn)問題。全世界的古植物學(xué)家為解開這個(gè)謎，則在艱苦探索最古老的被子植物化石。

近來，中國古生物學(xué)家領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì)在英國《自然》雜志在線報(bào)道了最新研究成果，他們在我國內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特異埋藏的早白堊世植物化石群，通過對這一植物化石群中精美的硅化植物標(biāo)本的研究并結(jié)合譜系發(fā)育分析，證實(shí)被子植物的祖先類群早在距今約2.5億年前就已經(jīng)出現(xiàn)。這一觀點(diǎn)迅速引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，被認(rèn)為是中國古植物學(xué)對被子植物演化理論認(rèn)識的重要突破，為理解被子植物白堊紀(jì)之前的演化提供了關(guān)鍵證據(jù)，部分回答了達(dá)爾文的“討厭之謎”。

顯露“廬山真面目”，遼寧古果是世界上最早的花

探索被子植物起源，最熱門的要數(shù)尋找最古老的被子植物化石了。在上世紀(jì)六七十年代，由于沒有在白堊紀(jì)之前的地層中發(fā)現(xiàn)被子植物化石的確鑿證據(jù)，并且也沒有找到被子植物的花粉證據(jù)，因此有科學(xué)家提出被子植物應(yīng)該起源于早白堊世。但自上世紀(jì)九十年代以來，我國科學(xué)家在最早的被子植物化石研究方面一再有突破性發(fā)現(xiàn)，成為早期被子植物研究世界最矚目的熱點(diǎn)之一。

當(dāng)時(shí)在中科院南京古生物研究所的孫革教授首先發(fā)現(xiàn)的遼寧古果，被認(rèn)為是確鑿的最早被子植物化石，曾得到國際學(xué)術(shù)界的充分肯定：遼寧古果是“迄今發(fā)現(xiàn)的唯一有確切證據(jù)的世界上最早的花”。康奈爾大學(xué)的Crept教授評論指出，這個(gè)被達(dá)爾文稱為“令人費(fèi)解的謎”的難題，由于南京地質(zhì)古生物研究所的孫革等的發(fā)現(xiàn)，終于向人們顯露了一些“廬山真面目”。

進(jìn)入新世紀(jì)，古果家族又添新的成員，中華古果、十字里海果接連發(fā)現(xiàn)，顯示了花兒世界的多樣性，豐富了科學(xué)家對于被子植物起源和早期演化的認(rèn)識，一個(gè)完整的演化鏈條似乎隱約出現(xiàn)。緊接著，中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)了更早的侏羅紀(jì)的被子植物化石中華史氏果、中華星學(xué)花和潘氏真花等。2018年，中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)向世人報(bào)道了令人十分驚異的新發(fā)現(xiàn)——距今至少有1.74億年，綻放于侏羅紀(jì)早期的“南京花”，但這一成果受到了不少質(zhì)疑。而國外科學(xué)家也獲得了一些重要發(fā)現(xiàn)，德國發(fā)現(xiàn)了早侏羅世的小穗施氏果，歐洲科學(xué)家還在三疊紀(jì)地層分離出了與被子植物無法區(qū)別的花粉化石。這些研究成果都極大地推動了被子植物起源和早期演化的研究。

同時(shí)，由中國科學(xué)院昆明植物研究所種質(zhì)庫李德銖研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，多年來致力于植物系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)的研究。他們在2019年國際植物學(xué)頂級期刊《自然—植物》在線發(fā)表了重要研究成果，指出被子植物起源于三疊紀(jì)晚期的瑞替期。

引領(lǐng)陸地生態(tài)系統(tǒng)形成，花使植物界煥然一新

對花海世界的探源難道就塵埃落定了嗎？最近新問世的成果，來自內(nèi)蒙古新發(fā)現(xiàn)的化石又提供了嶄新認(rèn)識。研究人員通過對31個(gè)分類群和83個(gè)性狀的形態(tài)數(shù)據(jù)矩陣的不同方法的譜系發(fā)育分析顯示，包括盔籽植物、開通植物、舌羊齒植物等在內(nèi)的，具有相似彎曲殼斗的絕滅種子植物是被子植物的近親，并很可能包括了被子植物的直接祖先。而這一大類絕滅種子植物的化石可追溯至晚二疊世，表明被子植物的祖先類群早在距今約2.5億年前就已經(jīng)出現(xiàn)，并不是在白堊紀(jì)突然出現(xiàn)的。

美麗的花朵體現(xiàn)了植物世界繁殖策略的最高境界?；ǖ某霈F(xiàn)使植物界煥然一新，它為大地披上了多彩的濃妝，為動植物創(chuàng)造了協(xié)同演化的動力，并引領(lǐng)了新型的陸地生態(tài)系統(tǒng)的形成。在花的吸引下，龐大的昆蟲家族赫然形成，蝴蝶們翩翩起舞、蜜蜂們嗡嗡作響，無不是在為花的怒放奏響美妙的交響曲。

被子植物是當(dāng)今世界植物界中種類最多、分布最廣的類群，在當(dāng)今世界已占植物總量的80%。當(dāng)今被子植物的大繁盛源自白堊紀(jì)以來形成的它與動物界所建立的協(xié)同演化機(jī)制，這種協(xié)同演化關(guān)系仍是維系目前大自然生態(tài)系統(tǒng)的根本之所在。

（作者系中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽(yù)館長）