陆地植物起源有了关键化石证据

本报记者 张哲浩 李洁

记者日前从西北大学获悉，该校地质学系副教授刘丽静团队在塔里木盆地和鄂尔多斯盆地的奥陶纪海相地层中，发现了距今约4.5亿年的轮藻门化石，这是目前全球已知最古老的轮藻化石记录。这一发现将轮藻门化石的地质记录从晚志留世提前到晚奥陶世，将其起源时间向前推进了约2800万年，为“陆地植物起源于奥陶纪轮藻门”的推论提供了关键性化石证据。相关成果发表在国际期刊《自然·植物》。

陆地植物(又称有胚植物)的起源影响了地球生物圈、岩石圈和大气圈，极大地改变了地球表面环境，是地球演化历史上重要的生物演化事件。基于形态、解剖、生理和基因特征的研究认识，植物学界形成了一个共识性的假说：陆地植物起源于陆地淡水藻类轮藻门(广义，又称为链形藻类)。

最新的分子钟研究认为，陆地植物是在寒武纪早期——早奥陶世期间起源于轮藻门。但是，目前最早的陆地植物化石一般认为是中奥陶世达瑞威尔期出现的有规则四分体结构的隐孢子。此前最确切最古老的轮藻门化石记录来自晚志留世陆相地层的轮藻纲化石。晚志留世之前轮藻门化石记录的缺乏，阻碍了人们对陆地植物是否在奥陶纪期间从轮藻门演化而来的认识。

刘丽静团队首次发现了来自塔里木盆地晚奥陶世早期(凯迪早期)以及鄂尔多斯盆地晚奥陶世早期(凯迪中期)海相碳酸盐岩地层中的海生轮藻钙质叶状体化石。让人惊讶的是，此次在塔里木盆地发现的轮藻纲叶状体关键特征的正模标本，化石保存状态堪称奇迹，主轴上有轮生小枝，且有节与节间分化，节间上覆盖有纵向排列的皮层细胞，小枝也具有皮层细胞。“正因如此，我们团队将它命名为‘奇迹塔里木轮藻’。”刘丽静说。

相关发现首次揭示在晚奥陶世凯迪早期之前已经出现了从轮藻门向陆地植物进化过程中关键的形态创新(如多细胞分枝、卵式生殖等)，为陆地植物起源提供了关键化石证据。

此前，轮藻化石一直是中生代以来湖相地层划分和对比重要的依据，且现生轮藻纲一般生长在淡水或微咸水，因此，一般认为，轮藻化石来自陆地湖泊河流相环境。奇迹塔里木轮藻的发现改变了上述固有认知，表明轮藻纲中的某些分子在晚奥陶世可以完全适应海洋环境。