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文/韩磊 王鑫 等

对于被子植物的起源，西方古植物学家长期持有的观点是：白垩纪之前没有被子植物。这一观点是否正确，只有通过研究大量的化石证据才能给出最终结论。近年来，中华星学花、潘氏真花、南京花和美丽青甘宁果序等侏罗纪时期被子植物化石的发现，确认了被子植物至少在侏罗纪就已经存在了。

两面保存的美丽青甘宁果序（韩磊 供图）

作为当今生态系统中最重要的一个植物类群，被子植物备受植物学家的关注。上百年来，国内外植物学家对被子植物的研究从未停止，但该类群的起源与早期演化历史仍是难解之谜，为此，众多古植物学家一直在寻找最早的被子植物。

白垩纪之前有没有被子植物？

被子植物，又称有花植物，是植物界演化程度最高、种类最丰富（至少有30万种）和分布广泛的植物大类群，在现今陆地生态系统中占据主导地位。同时，作为当今世界上最为丰富的植物类群，被子植物为人类的生存提供了必要的生态条件，衣、食、住、行、医，每一条都离不开它。目前已知的被子植物约占植物界物种数量的90%，如人们日常生活中经常见到的大米、小米、小麦、玉米、高粱和棉花等都是被子植物。

被子植物的起源与发展是地质历史时期的一个重大事件，它的出现迅速取代了裸子植物（被子植物的种子被果皮包裹，裸子植物的种子裸露，这是区分被子植物和裸子植物一个较为重要的特征），并在植物界占据了绝对统治地位。如今，被子植物种类繁多、分布广泛、能适应各种环境，然而对其起源和早期演化目前仍有很多疑问。

许多欧美国家的古植物学家认为：被子植物的历史不会早于白垩纪（1.45亿年～6500万年前）。自 20世纪80年代以来，古植物学家已经在白垩纪地层中陆续发现了许多被子植物化石，包括花序、果序、花和果实等。在中国，以白垩纪热河生物群产出的各种被子植物化石为代表，包括辽宁古果（Archaefructus liaoningensis ）、中华古果（A.sinensis ）、迪拉丽花（Euanthus dilaensis ）、凌源变果（Varifructus lingyuanensis ）和柳条沟始果（Eofructus liutiaogouensis ），等等。

南京花复原图（引自 Fu et al., 2023）（王鑫 供图）

但对现生被子植物系统发育的研究表明，被子植物早在三叠纪（2.5亿～2亿年前），至少在侏罗纪（2亿～1.45亿年前）就应该出现了，问题的关键是缺少较多的化石证据。因此，在更早的地层中找到更多可靠的被子植物化石是亟待解决的问题。

目前，我国古植物学家已经在侏罗纪地层中发现了众多被子植物化石，包括施氏果（Schmeissneria ）、中华星学花（Xingxueanthussinensis）、潘氏真花（Euanthus panii ）、道 虎 沟 雨 含 果（Yuhania daohugouensis ）、南京花（Nanjinganthus）和美丽青甘宁果序（Qingganninginfructus formosa ）等。这些化石证据的发现，一方面对“白垩纪才有被子植物”的观点提出了挑战，表明被子植物在侏罗纪时期就已经存在；另一方面也促使人们运用更多的手段和方法在更早的时代追寻被子植物的起源。

回溯美丽青甘宁果序的发现

20世纪90年代，研究人员最先在青海德令哈旺尕秀和甘肃兰州窑街两地的侏罗纪中期地层中发现了美丽青甘宁果序的化石。它们具有一个主枝，直径约2毫米，上面有纵纹；主枝上螺旋状着生了一些排列稀松的果实，表面具有明显的细密平行脉纹。

根据这些化石的保存状况及特征，也受限于当时的技术条件无法看到化石的内部结构，研究人员认为它们可能是某种裸子植物的繁殖器官，将其命名为美丽镰鳞果。现在我们利用新技术对这些化石的内部结构进行了细致的观察，对其隐藏在岩石中的真实面貌有了深入的认识，从而确认了它的被子植物属性。

成对保存的美丽青甘宁果序的果实，可见表面具有明显的细密平行脉纹（韩磊 供图）

新技术揭示1.7亿年前被子植物化石的真实面貌

美丽青甘宁果序化石采自我国甘肃省、青海省和宁夏回族自治区三地侏罗纪中期的地层中。为了还原它的真实面貌，研究人员使用了微CT技术。

如今的人们对CT其实并不陌生。它的全称叫计算机断层扫描，是利用精确、准直的X射线，用灵敏度极高的探测器围绕人体的某一部位做一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快、图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。有时候人们到医院看病，医生就可能会安排做CT检查，从而找到深藏于体内的真正病因。

目前，随着CT技术的发展和普及，除广泛运用于医学领域外，它在地质学、考古学、生物学和材料学等多个领域也有着广泛的应用价值。CT技术应用于古生物学最关键的一点在于，它可以在不对化石造成任何机械损伤的前提下“深入”观察其内部结构，使这项技术在古生物学研究中得到了越来越广泛的应用，也让科研人员在开展研究时可以更好地保护化石这类不可再生资源。

在陕西省西安市西北大学大陆动力学国家重点实验室内，研究人员对三维保存的被子植物化石标本进行了微 CT扫描，让美丽青甘宁果序的内部细节一览无余。研究人员惊奇地发现，美丽青甘宁果序螺旋状着生于主枝上的果实内部保存了具双层珠被的倒生胚珠或者种子，而区别裸子植物和被子植物的一个重要特征正是它们的种子是否被包裹，同时双层珠被这一特征又经常被西方科学家认为是被子植物独有的特征。因此，我们判断美丽青甘宁果序是毫无疑问的被子植物，这也解释了为什么西方科学家对于美丽青甘宁果序的发表三缄其口，不似以前那样的评头论足了。

美丽青甘宁果序及其内含的胚珠（或种子）（王鑫 供图）

一直以来，人们都不懈地在更老的地层中寻找被子植物的身影，美丽青甘宁果序的发现为我们认识和了解早期被子植物化石提供了比较可靠的证据，再次印证了被子植物在侏罗纪的真实存在，并且广泛分布在我国西北地区的甘肃、青海和宁夏三省（区）。作为目前我国西北地区最早的被子植物化石记录，美丽青甘宁果序的发现对我们进一步研究被子植物的起源、早期演化历史、地理分布和迁徙史具有重要意义。

未来的发展方向

来自世界各地的化石记录表明，大约1亿年前，也就是白垩纪时期，被子植物在全球范围内迅速繁盛。经过科学家上百年持续不断的研究，人们发现甚至在侏罗纪都有被子植物，正如前文所述，不断发现的化石证据将被子植物的起源时间从达尔文时期认定的白垩纪中期追溯到了更加遥远的侏罗纪。科学家对现生被子植物的研究表明，该类群的起源时间很可能在侏罗纪甚至是三叠纪，欧洲的科学家在三叠系地层也发现了疑似被子植物花粉化石，这些证据都说明被子植物可能有更早的起源时间，但是这个问题需要直接、可靠的植物大化石证据来验证，这也是古植物学家一直在追寻的目标。同时，我们目前只发现了美丽青甘宁果序的生殖器官，整个植株长什么样仍是我们努力探究的问题。

植物化石是了解被子植物起源和演化的唯一可靠的信息来源，未来我们可能会找到更多可靠的化石证据来破解谜题。我们也不能忽视那些已经被研究过的化石，通过应用一些新的技术手段，我们可能会在这些化石中得到被前人忽略的有用且可靠的信息。随着越来越多早期被子植物的发现，相信被子植物起源这个谜题终将被破解。

作者单位：①兰州大学；

②中国科学院南京地质古生物研究所