科學(xué)家認(rèn)為陸地植物或誕生于5億年前

植物科學(xué)家曾認(rèn)為，苔類是最原始的現(xiàn)存植物。圖片來(lái)源:美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》

　　人類要感謝陸地植物提供了可以呼吸的氧氣?，F(xiàn)在，人們對(duì)于它們何時(shí)首次走向陸地有了更好的了解。雖然已知最古老的陸地植物化石擁有4.2億年的歷史，但研究人員如今斷定，綠藻類層首次登上陸地的時(shí)間比這早近1億年。

　　"該研究具有重要的全球影響，因?yàn)槲覀冎涝缙诘闹参锪顨夂蜃兝洳⑶以黾恿说厍虼髿鈱又械难鯕夂俊?quot;并未參與此項(xiàng)研究的英國(guó)埃克塞特大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)家Tim Lenton表示，這些條件支撐了陸地動(dòng)物生命的擴(kuò)展。

　　幾十年來(lái)，生物學(xué)家一直試圖提出一個(gè)可靠的陸地植物誕生日期。然而，由于缺少脊椎和堅(jiān)硬的外殼，植物在化石記錄中留下的信息很少，因此研究人員懷疑即便是最古老的植物化石也無(wú)法代表最早的植物群。

　　一些科學(xué)家嘗試?yán)弥参镞z傳數(shù)據(jù)作為"分子鐘"，以闡明它們的進(jìn)化歷史--知道特定的突變速率，便能基于植物DNA中的差異，估測(cè)各個(gè)物種是在多久以前分離的。不過(guò)，研究人員一直未搞清楚植物家族樹上最低，或者說(shuō)最早的分支。在此基礎(chǔ)上，包括人們最熟悉的樹木、農(nóng)作物和花在內(nèi)的維管植物在苔類、角苔類和蘚類出現(xiàn)后的某個(gè)時(shí)間段誕生。然而，后3個(gè)種群出現(xiàn)的順序一直是個(gè)未解之謎，妨礙著分子鐘研究。

　　Philip Donoghue認(rèn)為，如果擁有足夠的計(jì)算能力，便能破解這一謎題。身為布里斯托大學(xué)古生物學(xué)家的Donoghue和同事從此前收集的關(guān)于100多種植物和藻類物種的遺傳數(shù)據(jù)入手。他們利用若干種類型的分析，測(cè)試了關(guān)于4個(gè)植物種群關(guān)系的每種排列，并且將十幾種植物化石的年齡考慮在內(nèi)，作為現(xiàn)實(shí)核查。

　　Donoghue和同事在日前出版的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上報(bào)告稱，關(guān)于植物家族樹基石的確切配置對(duì)追溯最早的陸地植物來(lái)說(shuō)并沒(méi)有關(guān)系。所有分析表明，陸地植物最早出現(xiàn)在約5億年前的寒武紀(jì)時(shí)期。當(dāng)時(shí)，多細(xì)胞動(dòng)物物種的發(fā)育已經(jīng)開始。

　　Lenton認(rèn)為，最新分析"表明，最早的陸地植物出現(xiàn)得比人們?cè)J(rèn)為的更早，而這同目前關(guān)于哪種陸地植物最早進(jìn)化出來(lái)的不確定性并無(wú)關(guān)聯(lián)"。

　　Donoghue團(tuán)隊(duì)還將計(jì)算能力應(yīng)用于解決這些不確定性。植物科學(xué)家曾認(rèn)為苔類是最原始的現(xiàn)存植物，因?yàn)樗鄙俑恳约坝糜跉怏w和水分交換的氣孔。但一些最新研究表明，像苔類一樣的植物并不是最早的陸地植物。如今，Donoghue對(duì)此表示贊同。他認(rèn)為，苔類同蘚類存在最密切的關(guān)聯(lián)，并且曾經(jīng)擁有根部和氣孔，但隨著時(shí)間的流逝喪失了這些特征。該團(tuán)隊(duì)在日前出版的《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn)。

　　"一直以來(lái)的假設(shè)是所有植物的祖先在生理結(jié)構(gòu)上同苔類相似。"Donoghue介紹說(shuō)，但其團(tuán)隊(duì)的分析顯示，該祖先可能擁有初步的根部和氣孔，因此可能生長(zhǎng)得更好，并且處理了更多的土壤和二氧化碳，對(duì)地球生物地球化學(xué)的影響也比研究人員一直認(rèn)為的更大。

　　"很高興看到他們得出的關(guān)于苔類的結(jié)論和我們的相同。"美國(guó)喬治亞大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家Jim Leebens-Mack表示。他曾幫助收集了Donoghue用于最新分析的數(shù)據(jù)。

　　Leebens-Mack還贊揚(yáng)計(jì)算陸地植物何時(shí)出現(xiàn)的研究是迄今最深入的研究。佛羅里達(dá)大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家Pamela Soltis則認(rèn)為，如果Donoghue的結(jié)果是正確的，那么"這改變了陸地生命起源的整個(gè)時(shí)間線以及植物和相關(guān)動(dòng)物種群隨后的進(jìn)化轉(zhuǎn)變步伐"。同時(shí)，"這些更早的日期意味著地球變化發(fā)生的速度可能比我們想象的更加緩慢"。

　　Leebens-Mack仍對(duì)此持謹(jǐn)慎態(tài)度。他認(rèn)為，分子鐘分析總是會(huì)得出更加古老的日期，因此"我一直對(duì)這些估測(cè)結(jié)果持保留意見"。