現(xiàn)在地球上大約90%的植物是被子植物,又稱開(kāi)花植物,是植物界最多樣化的種類(lèi),共有約30萬(wàn)種。與之對(duì)應(yīng)的是裸子植物(例如現(xiàn)在的蘇鐵和松樹(shù)等),至少在3.83億年前就出現(xiàn)在了這個(gè)星球上,由于它們的生殖器官暴露在外,很容易被別的生物當(dāng)作營(yíng)養(yǎng)豐富的食物吃掉,所以很多都掛掉了。一些聰明的裸子植物則很注意保護(hù)自己的命根子,把它們演化成精致美麗的花朵,可以通過(guò)各種方式授粉,增加了其多樣性,因而接管了之前占主導(dǎo)地位的其它裸子植物的地盤(pán),迅速繁衍到整個(gè)地球,搖身一變而成今天的開(kāi)花植物。
那么第一個(gè)開(kāi)花植物是什么時(shí)候出現(xiàn)的呢?所有花的祖先——第一朵花究竟是什么模樣呢?
開(kāi)花植物比較確定的化石證據(jù)證明其出現(xiàn)在1.3億年前,但間接的環(huán)境證據(jù),如一種植物用來(lái)保護(hù)花朵的化學(xué)物質(zhì)齊墩果烷,在2.5億年前的二疊紀(jì)植物化石中被發(fā)現(xiàn),說(shuō)明被子植物很可能在那個(gè)時(shí)候就已經(jīng)出現(xiàn)。被子植物的起源具有如此大的不確定性,蓋因化石證據(jù)難以尋找,科學(xué)家們于是將注意力轉(zhuǎn)向另一個(gè)途徑,通過(guò)龐大的植物數(shù)據(jù)庫(kù),模擬出地球上現(xiàn)今被子植物的最后共同祖先——第一朵花的形象,并為早期被子植物的多樣化創(chuàng)造了一個(gè)可測(cè)試的假說(shuō),讓其他研究人員可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。
研究人員使用了來(lái)自792個(gè)物種的13444種植物的花卉性狀數(shù)據(jù),形成了一個(gè)數(shù)據(jù)鏈,占世界上所有被子植物序列的98%。利用這些花卉的分子測(cè)年數(shù)據(jù),科學(xué)家們建立了一個(gè)計(jì)時(shí)圖,根據(jù)兩個(gè)物種之間的突變差異,繪制出這些植物的家族樹(shù)。這些突變以相當(dāng)穩(wěn)定的速度發(fā)生,所以兩個(gè)物種之間的差異越多,你就越容易發(fā)現(xiàn)它們的最后共同祖先。同時(shí),通過(guò)回溯家族譜系,科學(xué)家們可以剝離那些衍生的性狀特征——這些特征是從后來(lái)的突變中產(chǎn)生的,從而使其最后共同祖先沒(méi)有這些突變特征。
這個(gè)方法在局外人看來(lái)可能有點(diǎn)復(fù)雜,不易理解,不過(guò)這種方法已經(jīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試,受到廣泛推崇并應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中,科學(xué)家們并不是從空氣中憑空生出地球上第一朵的形象。
根據(jù)發(fā)表在自然通訊上的論文,所有花卉的始祖,地球上第一朵花是雙性戀,既有雄性也有雌性器官,由三組花辮狀的螺紋結(jié)構(gòu)組成,而不是螺旋形。最有趣的是,地球上還沒(méi)有一個(gè)活著植物的花卉有這種模擬出來(lái)的特征??磥?lái)時(shí)間真是鬼斧神工,讓我們的世界變得如此繽紛多彩,與眾不同。
論文:http://dx.doi.org/10.1038/ncomms16047
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