植物之美,莫過于花?;ㄊ侵参镏凶钸M化的植物類群——被子植物特有的繁殖器官。因為這一點,被子植物又被稱為有花植物。由水上陸,從孢子繁殖到種子繁殖,再到形成花吸引昆蟲傳粉又能把種子幼體(胚珠)包被起來(防止噬咬),分別是植物進化史的三個重大事件。大自然只有進入被子植物時代,出現(xiàn)了真正的花,大地才開始變得絢麗多彩,生機盎然。
100多年前,當(dāng)英國生物學(xué)家達爾文發(fā)現(xiàn)在距今1億年左右的白堊紀(jì)地層中,突然出現(xiàn)大量的被子植物化石,他非常困惑不解。因為在此前距今1.4億年至2億年的侏羅紀(jì)地層里,只發(fā)現(xiàn)了裸子植物(種子裸露、種子外面沒有果實包裹)和蕨類植物(草本,靠孢子繁殖)。這些繁殖器官比較簡單的植物是怎樣進化到復(fù)雜的被子植物的?最早的被子植物到底什么樣子,最早的花到底是誰?達爾文做了大量調(diào)查,未找到任何線索,因此稱之為“討厭之謎”。
80年代初期,在澳大利亞東南部發(fā)掘出一塊植物化石,經(jīng)研究證實,它是1.2億年前世界上第一朵花的化石。在此之前,科學(xué)家們還找到了距今1.3億年的被子植物花粉,但沒有花朵的殘留物。而在美國加州白堊紀(jì)早期地層發(fā)現(xiàn)的加州洞核果(類似核桃)一度曾被認(rèn)為是最早的被子植物化石。
這些年運氣開始降臨到中國科學(xué)家身上。先是在黑龍江雞西地區(qū)發(fā)現(xiàn)了距今約1.3億年的被子植物化石,包括一度被認(rèn)為是全球最早的原位被子植物花粉。當(dāng)時世界許多科學(xué)家認(rèn)為,中國已經(jīng)找到了打開達爾文迷宮的鑰匙。接著就是在遼寧西部北票地區(qū)的一連串重大發(fā)現(xiàn)。在1998年的《科學(xué)》雜志上,中國科學(xué)院南京地質(zhì)與古生物研究所科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了世界上最早的花朵,這就是遼寧古果。2002年5月,吉林大學(xué)古生物研究中心和美國佛羅里達自然史博物館的古植物學(xué)家們宣布:他們又在遼西發(fā)現(xiàn)了“可能是世界上最完整、也是最古老的被子植物”化石,這種產(chǎn)于中國湖相地層晚侏羅紀(jì)1.45億年前的、被稱為“中華古果”的水生植物類群很可能就是現(xiàn)今世界上所有花果和谷物的祖先。此外還有發(fā)現(xiàn)“始花古果”的報道。
中國人在中國的土地上發(fā)現(xiàn)了世界上的最早的有花植物,還發(fā)表在最權(quán)威的美國《科學(xué)》雜志上。這一發(fā)現(xiàn)怎不令世人關(guān)注,國人自豪。然而在一片贊譽聲中,也有一些學(xué)者提出了質(zhì)疑,對于普通大眾,則更難以相信這就是最早的花。瑞典學(xué)者國際古植物學(xué)會主席Friss對遼寧古果是第一朵花的觀點提出質(zhì)疑,指出古果的整個生殖軸不是一朵花,是一個有單性花簇(次生生殖枝)的類似花序的結(jié)構(gòu)(可不是花序),而用于系統(tǒng)分析的17個形態(tài)特征中支持古果原始性的三個特征(一級脈序,葉脈二歧分叉,缺花被)是否原始尚成問題。因此古果在被子植物系統(tǒng)中的分類位置需要更多有效形態(tài)特征來支持。
遼寧古果的作者根據(jù)胚珠(種子)包被于心皮(果皮)這一被子植物最主要的特征來推斷被子植物當(dāng)然是對的。但奇特的二叉分支上稀疏的心皮排列,不明顯的雄蕊殘跡以及不曾發(fā)現(xiàn)的花被讓普通人根本無法感覺那原來就是世界上最早的花朵。而就中華古果而言,它的形態(tài)特征較之它的時代更為令人驚奇。按植物學(xué)界傳統(tǒng)理論,被子植物是從類似于現(xiàn)生木蘭植物的一類灌木演化而來的,然而“中華古果”卻是一種小的、細嫩的水生植物,更像是草本植物。
多石連激千層浪,專業(yè)人士在奔走相告中國遼西的重大發(fā)現(xiàn)的時候,也對最可懷疑的地層年代問題提出了重新評價的要求。這不,最近經(jīng)過相關(guān)部門多位專家對發(fā)現(xiàn)遼寧古果的遼寧義縣組下部地層年代重新評測,結(jié)果認(rèn)為其地層還不是晚侏羅紀(jì),而只能是早白堊紀(jì),時代一下子推遲了1千多萬年,回到了并不比加州洞核果早多少的年代。
中國遼寧西部是我國乃至全世界最重要的化石寶庫,名曰“熱河生物群”,不僅發(fā)現(xiàn)了像“三塔中國鳥”、“中華龍鳥”等一系列珍貴的鳥化石和其他門類的大量生物化石。在遼西地質(zhì)年代里,恐龍等爬行動物已經(jīng)開始向更高級的鳥類進化,植物界由沒有種子或種子沒有包被向種子包被的有花植物過渡當(dāng)然合情合理。北京自然博物館的專家也獲得了多件疑為被子植物的大化石標(biāo)本和多種被子植物花粉。然而在有限的化石材料面前,我們似乎還不宜過早地下任何定論,作出世界有花植物均起源于中國或東亞地區(qū)的結(jié)論更是明顯不可靠的。
就算遼寧古果、中華古果是世界上迄今發(fā)現(xiàn)的最早的有花植物化石。它們的某些性狀也并不一定比現(xiàn)存的某些熱帶原始被子植物的性狀原始。在今天南太平洋的一些島嶼,例如斐濟群島,德堅勒木(Degeneria vitiensis) 雌蕊的子房還沒有愈合完整(即種子還沒有被心皮完全包被),雄蕊還保持扁平的葉片狀,花藥位于葉片體的中央;還有Amborella屬植物,其雌蕊也是扁平的葉片狀。這樣說來,他們也應(yīng)算最早的有花植物,而且還是活化石。還有許多現(xiàn)生木蘭目植物,如木蘭、五味子等,它們的木本等特征也都比古果原始。
有關(guān)被子植物起源的學(xué)說眾多?!氨緝?nèi)蘇鐵說”認(rèn)為被子植物的花起源于裸子植物中較早出現(xiàn)的本內(nèi)蘇鐵的兩性孢子葉球;“種子蕨說” 竟認(rèn)為起源于最原始的裸子植物類群——種子蕨,幾乎和后來的裸子植物并行發(fā)展,這實在更難解釋達爾文之迷,于是又有人提出“高地說”來搪塞視聽,他們說被子植物形成的時間其實并不比裸子植物晚多少,只不過它們出現(xiàn)后長期躲在難以形成化石的高地,只有在恐龍和裸子植物沒落以后才下山占據(jù)原本屬于裸子植物的大片低地并且留下大量化石。而“買麻藤說”認(rèn)為被子植物的花起源于裸子植物中最晚出現(xiàn)的進化類群“買麻藤”的單性孢子葉球,但也有難以解釋的問題,結(jié)果使得基于此學(xué)說而提出的被子植物分類系統(tǒng)——“恩格勒系統(tǒng)”反而逐漸被人們所摒棄。
大地到底何時花開,開在什么地方,最早的花到底什么樣子,這的確是十分誘人的問題。所以,尋找最早的花朵,研究被子植物的起源,已成為國際古植物學(xué)研究的前沿課題和熱點之一。相信隨著新的化石材料和其他證據(jù)不斷出現(xiàn),“恐龍時代的花朵”的廬山真面目一定會逐漸顯露出來。