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植物根靠进化

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发表于 2018-9-10 22:03:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
《中国科学报》 (2018-08-27 第2版    国际)
植物根靠进化


图片来源:sladeresearch

现代植物的根部是逐步发展进化而来的,且至少经历过两次演化事件,逐步形成了它们的标志性特征。该结论源自已知最早的陆地生态系统中的过渡性根化石。

现代植物根部的标志性特征是分生组织—— 一种自我更新结构,顶端覆盖有根冠。但是,零散的化石记录缺少根分生组织的踪迹,因此要破解根的演化起源,颇具挑战性。

英国牛津大学的Sandy Hetherington和Liam Dolan研究了莱尼埃燧石层一个具有4.07亿年历史的沉积层,其中包含了一些保存极为完好、已知为最古老的陆地生态系统遗迹。莱尼埃燧石层位于苏格兰阿伯丁郡,这里产出了各种各样的化石,包括植物、地衣和各类节肢动物。

研究人员使用显微镜对这些样本进行检查后,发现了属于石松纲植物星木的根分生组织。现今以石松为代表的石松纲植物属维管植物(含有可以运输体内资源的组织),其谱系分化早于其他高等植物(真叶植物)。

Hetherington等人针对分生组织化石建立了三维模型,发现星木的分生组织缺少根毛和根冠,取而代之的是连续的表面组织层。这一结构使这些根在维管植物中显得独一无二。

研究人员在近日刊登于《自然》杂志的论文中表示,星木的根代表了现代维管植物根的一个过渡形态。鉴于无根冠过渡结构已经出现在石松纲植物中,这印证了一种观点,即在石松纲植物和真叶植物中,含根冠的根独立于它们共同的无根祖先而演化。

这项研究表明,植物器官是在长久的进化中一步一步形成的。科学家认为,植物根部进化对地球来说非常重要,原因是这大幅减少了大气中的碳。新发现有助进一步了解植物根部的真正起源。(唐一尘

相关论文信息:DOI:10.1038/s41586-018-0445-z


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