泥盆纪石松类研究新进展

简要论述了近十年来泥盆纪石松类研究取得的主要进展。分支系统学研究增进了对石松类起源与谱系分异的认识,新构建的系统发育树中石松纲与真叶植物互为姐妹群,并识别出原始鳞木目和异孢石松类两个单系。基于化石数据库和定量统计分析,揭示了泥盆纪石松类的多样性演变模式:早泥盆世布拉格期(Pragian)石松类的属种数量显著增加,在埃姆斯期(Emsian)至艾菲尔期(Eifelian)逐步取代工蕨类,至晚泥盆世进一步辐射。依据华南、新疆及全球其他地区丰富的化石材料,大量泥盆纪的石松植物新类群得以建立,一系列已有属种得到详细的再研究,明确了这些植物的生物学特征,也促进了对石松类根系、生长和繁殖习性演化的深入理解。对华南早泥盆世的镰蕨类和挪威中—晚泥盆世乔木状石松的研究分别揭示了这一时期植物-土壤相互作用及热带森林群落面貌,为了解早期维管植物对地球环境和陆地生态系统的影响提供了新的资料。     

中国古生代陆相地层时代的讨论

除出藻类(尤是是含石灰质的藻类)植物以外,古生代前期如寒武纪、奥陶纪、及志留纪几乎没有发现植物化石。藻类植物无疑地在寒武纪以前,所谓原古代已经发生了。泥盆纪以前的地层,大多数是在海水中沉积的,因此陆地植物化石当不可能发现的;虽然如此,最原始的蕨类和石松类,可能在志留纪时已经发生了。最古的陆地植物是在泥盆纪初期发见的(很少的地方,上志留纪上部地层,亦找到陆地植物和笔石相伴生,如同澳洲)。这时期的陆地植物是“裸茎植物目”     

中国石松科的分类(一)

石松类是一群最古老的现存陆生维管束植物,它的起源可以追溯到前寒武纪。可是,它的分类,比诸其它蕨类植物,长期被忽视了。在“中国蕨类植物科属的系统排列和历史来源”(见植物分类学报16卷3期,1978)一文中,作者把中国石松植物分为2科7属。各地植物学工作者来信要我对它们的区别和特征进一步说明,特提出本文。     

两亿年前的苏铁花——苏铁大孢子叶发现记

“帚叶”之谜那是在七十年代初期,某地质研究所的研究人员正在整理有关植物化石的图片资料。一位操着广东口音的年轻的研究人员,视线在一张形状类似放射状花瓣的植物的叶片照片上停住了。根据照片中化石的形状,在二十年代已由外国古植物学家定名为“帚叶”(它的形状确有些象扫帚),但是,它在植物的分类中,究竟属于哪一个大类呢?是孢子植物? 还是种子植物?在这些零星的、不完整的     

2003年国际生物奥赛理论试题A(续) A部分

植物解剖和生理学 A15.如果一种植物卷须的维管束是环状的外韧维管束,此种卷须是哪一个器官的变态? A.枝条 B.叶 C.茎 D.根 E.无法确定 A16.下图为一片云杉叶的横切面显微图,罗马数字代表叶的上表皮。     

通过现存蕨类植物多样性透视陆生植物的演化

<正>通常认为的蕨类植物(包括石松类和真蕨类)是现存陆生维管植物起源最早的活化石;但近年来随着分子生物学的发展,发现现存蕨类植物大部分是伴随着有花植物的兴起而新分化的类群(Schneider et al, 2004)。2014年, Science报道了瑞典科学家Benjamin Bomfleur等发现的一块亚细胞结构保存完好的1.8亿年前的蕨类植物化石,对该化石的髓部及皮层薄壁细胞处于间期的细胞核大小测量发现,它们     

亚鳞木属[Sublepidodendron (Nathorst) Hirmer, 1927]的研究述评

亚鳞木属广泛分布于世界早石炭世地层中,其模式种奇异亚鳞木不但被视为欧美植物区泥盆纪末与石炭纪初之交的标志种,而且在中国还广泛出现于晚泥盆世,因此也被作为中国晚泥盆世晚期(法门期)植物化石组合带的首要成员。然而,由于以往亚鳞木属单凭叶座等外部形态性状来定义,所以人们对它的认识仍然局限于茎器官属,这妨碍了对亚鳞木属的真正分类位置和演化谱系的认识。文章通过对亚鳞木植物研究历史的回顾,分析了与其相关的古植物学家的分类观点,并从中发现了一些有待解决的问题。结合亚鳞木属的两个种无锝亚鳞木和松滋亚鳞木的解剖学和生殖器官的研究,作者得出以下主要认识：1)历史上的亚鳞木属缺乏明确的定义和必要的生物学属性研究;2)亚鳞木属的定义需要重新厘定;3)无锡亚鳞木和松滋亚鳞木的解剖、生殖结构以及松滋亚鳞木和模式种奇异亚鳞木的分枝构造表明,亚鳞木属与石炭纪比较进化的鳞木目(或广义水韭目)中的木本石橙檀物关系更近,而与传统所认为的泥盆纪原始鳞木目中草本石松植物的关系较远。因此,文章将亚鳞木科和亚鳞木属从原始鳞木目中分离出来,归入广义的水韭目。亚鳞木属种的广泛出现进一步证实,石炭纪比较进化的木本石松植物在晚泥盆世(距今约3．7亿年)已经演化成功,木本石松植物中假单轴分枝的组构类型在同一时期业已形成。亚鳞木属可能代表了系统发育上比较高级的木本石松植物的一个演化支系或鳞木科的祖先类群之一。     

鄂西晚泥盆世种子状结构武汉仙籽(Sphinxiocarpon wuhanium)的形态学研究

基于采自湖北长阳晚泥盆世黄家磴组(弗拉斯期)的新材料,对种子状结构武汉仙籽Sphinxiocarpon wuhanium(Li,Hilton and Hemsley)Wang,Xue and Prestianni进行比较形态学研究和几何形态统计分析。与模式产地(武汉米粮山珞珈群)的标本相比,长阳的标本显示出离体保存的单个种子状结构个体较大,具柄,囊状包被结构顶端收缩愈合,表面具纵向条纹,从柄延伸至顶端,而个体较小的种子状结构则聚成孢子叶球状。因此,仙籽属Sphinxiocarpon的个体发育早期阶段是一种孢子叶球状生殖形态,而发育后期通常脱落保存为单个的种子状结构,其母体植物可能是一种石松植物,但它与泥盆-石炭纪已知的异孢型石松类植物和前裸子植物都有较大差异,是一个很独特的分支。这些结果表明,在泥盆纪的前裸子植物-裸子植物谱系之外,同期其他植物类群(如石松植物)也演化出了与种子相似、具单一功能大孢子和包被结构的生殖器官,显示植物的生殖器官在不同类群中的趋同演化现象,它们可能以相似的方式(如减少大孢子数目、形成包被大孢子囊的结构等)来响应当时的环境胁迫。     

湖南上泥盆统(弗拉阶)几种石松类孢子叶球新类型（英文）

具有孢子叶球的石松类始现于中泥盆世吉维特期,繁盛于晚泥盆世法门期,但其弗拉期化石记录较为缺乏。基于湖南长沙附近弗拉阶云麓宫组的材料,本文描述了三种石松类孢子叶球未定类型。其中一类孢子叶球具有独特的孢子叶形态和排列方式:其孢子叶呈交互假轮生排列,每轮四枚;叶片呈斜方形,顶端具线形叶尖。另两种石松类叶球未定类型分别以无柄的孢子叶和二分叉的叶球为特征。本文复原了第一类叶球的三维形态,就压型保存的石松类孢子叶球化石的埋藏学进行了讨论,并将所研究的三种石松类孢子叶球与相关植物进行对比,增进了对弗拉期石松类繁殖器官多样性的认识。     

湖南上泥盆统(弗拉阶)几种石松类孢子叶球新类型

具有孢子叶球的石松类始现于中泥盆世吉维特期,繁盛于晚泥盆世法门期,但其弗拉期化石记录较为缺乏。基于湖南长沙附近弗拉阶云麓宫组的材料,本文描述了三种石松类孢子叶球未定类型。其中一类孢子叶球具有独特的孢子叶形态和排列方式:其孢子叶呈交互假轮生排列,每轮四枚;叶片呈斜方形,顶端具线形叶尖。另两种石松类叶球未定类型分别以无柄的孢子叶和二分叉的叶球为特征。本文复原了第一类叶球的三维形态,就压型保存的石松类孢子叶球化石的埋藏学进行了讨论,并将所研究的三种石松类孢子叶球与相关植物进行对比,增进了对弗拉期石松类繁殖器官多样性的认识。     

多足动物亚门主要类群的谱系发生与谱系年代分析——基于形态、化石和分子的综合数据

多足动物可能是最早入侵陆地环境的无脊椎动物之一。随着泛甲壳动物大类的确立,多足动物亚门的谱系发生问题已成为节肢动物研究中的焦点。基于表型性状的系统学研究中,多足动物亚门在节肢动物门中的系统分类和单系性等问题一直存在争议;化石记录的稀少又使多足动物的起源及演化历史变得迷雾重重。近年来分子系统学的进展为深入探讨多足动物谱系发生问题开辟了新的途径;分子定年的应用为探讨多足动物起源、登陆等早期演化问题提供了新的手段。谱系年代学综合了化石记录和分子定年两方面的优势,为更加精确地讨论多足动物起源、内部类群分歧时间及其地质背景奠定了基础。谱系年代分析显示,多足动物类起源于寒武纪晚期或更早;多足动物内部类群的分歧不晚于奥陶纪;而化石证据显示,多足动物的登陆事件也可能发生在这一时期,多足动物内部类群的分歧事件(及食性分化)可能与登陆过程有关。精确的多足动物亚门谱系发生关系以及谱系年代学细节还有待于进一步综合系统学、多基因和多重化石参照点的合理分析加以深入和完善,进而为早期陆地复杂生态系统的建立提供新的证据。     

内蒙古早二叠世早期南洋杉型木属一新种

报道了一种具混合型纹孔（互列式纹孔和对列式纹孔）的化石本。化石木产自内蒙古乌达矿区老石旦矿附近太原组上部,地质时代为早二叠世早期。经比较,确认为南洋杉型木属（Ａｒａｕｃａｒｉｏｘｙｌｏｎ Ｋｒａｕｓ）一种新;老石旦南洋杉型木（Ａｒａｕｃａｒｉｏｘｙｌｏｎ ｌａｏｓｈｉｄａｎｅｎｓｅ ｓｐ．ｎｏｖ．）．根据混合型纹孔的存在及其他特征,认为新种可能代表了一种原始的松杉类植物的木材化石。主要特征：仅保存     

影响开花植物物种多样化速率变化的因素探讨

开花植物(被子植物)是目前最为繁荣兴盛的陆地植物,是地球上种类最多、分布最广、适应性最强的优势植物类群。然而,物种多样性在开花植物的谱系中极端不均匀,同时其物种并非匀速增加,而是集中在某些时期快速扩张。这种现象暗示了开花植物的多样性受到某些因素的调控,而揭示影响开花植物多样化速率的机制便是这数十年来植物学家孜孜不倦努力的目标。该文介绍了当前的研究进展。研究显示,那些与类群分类相关的关键性状大多与多样化无关,而早期被视为决定因素的花性状,目前被认为影响较低或是需要多性状联合才产生实际影响。多倍化是一个受到高度关注的候选因素,被认为能提供物种扩张所需的遗传物质,在适当的情况或其他因素的参与下促成物种多样化。然而,许多研究也呈现各类的争议,这些悖论或许代表了多倍化不是决定因素,而是扮演着间接的角色。另外,环境的变异(温度、湿度、空间)也能提高多样性的发生。整体而言,影响开花植物多样化速率的原因,很可能是一种综合因素共同促成的结果,而每个植物类群多样化速率提升的原因亦可能不尽相同。因此,先分别对植物类群进行探讨,再进行整合,或许更能提供一个确实且普遍的模型。     

睡莲科系统位置评述

形态学研究显示睡莲科Nymphaeaceae具有许多原始性状。睡莲科又被称为“古草本”。最新的分子系统发育研究显示,睡莲科是现存被子植物系统树根部附近最早分异谱系的演化支之一,对研究被子植物(有花植物)的起源与早期进化具有重要价值,但有关睡莲科的范围和系统位置存在争议。被子植物的起源与辐射一直是植物学家关注的热点。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行了评述。     

新疆西准噶尔中泥盆世呼吉尔斯特植物群的特征、时代、古环境以及古植物地理学意义*

阐述呼吉尔斯特植物群的定义、分布、时代、组成和特点。呼吉尔斯特植物群主要代表我国北方区中泥盆世晚期的植物群,其具有全球广布型属种,也具有特化型植物。该植物群生物量巨大,发育小规模的森林,也形成了若干薄的煤层,成煤植物和森林冠层植物为石松类。结合该植物群化石埋藏学、沉积岩石学、煤岩学等研究,对呼吉尔斯特植物群的古环境以及古植物地理学意义进行探讨,提出:呼吉尔斯特组若干条保存有丰富植物化石和煤层的剖面,代表中泥盆世晚期区域性的陆相沉积环境,新疆西准噶尔在中泥盆世是重要的植物迁徙大陆桥。     

被子植物起源研究中几种观点的思考

对被子植物起源研究中的几种观点进行了讨论。(1)由于被子植物存在着一组共同的性状,它们不可能是从不同祖先起源的,而是有着共同的祖先。被子植物是一个单源起源的类群。现存被子植物分类系统是依据包括形态学(广义)、分子系统学、古植物学和植物地理学等的综合性状建立的,只能表示出现存类群的亲缘关系并且追溯到它们最近的祖先。人们现在还不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现代生存类群的谱系发生系统。因此,现存被子植物分类系统只能看作是“亲缘”系统。(2)分析了用于推测被子植物起源时间的分子、化石和地理分布证据。我们认为,要确定被子植物起源时间,植物化石是一类重要证据,但化石只能说是植物本身可保存部分和当时当地所提供的化石条件的综合反映,它们不可能就是植物类群或种的起源时间。人们还必须考虑到化石本身的演化历史。应用分子钟也是一种手段,但误差比较大。如果我们除了利用上述两种资料之外,根据植物类群的现代分布格局及其形成,把植物的演化同地球的历史和板块运动联系起来,以推断它们起源的时间,这无疑会增加其可信度。通过对56个种子植物不同演化水平的重要科属地理分布的研究结果,我们曾提出被子植物的起源时间可能要追溯到早侏罗世,甚至晚三叠世。(3)分析了基于分子证据所提出的被子植物基部类群——ANITA成员(包括无油樟科Amborellaceae、睡莲科Nymphaeaceae、八角目Illiciales、早落瓣科Trimeniaceae、木兰藤科Austrobaileyaceae)的性质,讨论了ANITA成员在现代几个被子植物分类系统中的系统位置的不同观点,评价了它们的形态学(广义)性状。指出ANITA的成员由于包含大量的祖征,是属于原始的类群。但由于它们的共有衍征很少,如花粉球形,说明它们在被子植物演化早期就分道扬镳了,沿着不同的传代线分化。因此ANITA是一个源于不同传代线的复合群。     

木兰藤科系统位置评述

木兰藤科(Austrobaileyaceae)含1属2种,是系统学上最孤立的科之一。其花粉类似于最古老的被子植物化石之一:晚白垩世的棒纹粉。最新的分子系统发育研究结果表明,木兰藤科是现存被子植物的基部类群之一,其对于被子植物的起源与早期进化的研究具有重要价值。被子植物(有花植物)的起源和辐射一直是植物学家关注的热点。有关木兰藤科的系统位置一直存在争议。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

吉林珲春晚白垩世植物群

本文记述了吉林珲春产的以元叶属为主的植物化石,介绍了元叶属的形态特征及其地质、地理分布。通过与有关植物群的对比,确定珲春植物群的时代为赛诺期。鉴于元叶属化石的环北太平洋的分布,可以认为北太平洋两岸在晚白垩世曾有过某种形式的陆地联系。文中记述了分属于8属的14种植物化石,其中有6个新种。     

陕北中三叠世一种石松植物的大孢子研究

本文研究陕西中三叠世二马营组底部所产一种脊囊属(Annalepis Fliche)石松植物的原位(in situ)大孢子和散布于其围岩中的分散(dispersal)大孢子。两者显示连续的大孢子变化系列。据此,作者提出了该植物大孢子的主要发育阶段,并解释了化石石松植物大孢子多型性的原因:不仅与大孢子自身的发育正常与否以及其保存状态有关,更重要的在于大孢子不同发育阶段上的变化。     

山西隰县上石炭纪植物并校正松泽勋发表之热河古生代植物化石

1952年盛金章同志曾至山西隰县调查煤田地质,仅采得植物化石三种,经研究结果其时代当属於上石炭纪,兹分别述之於下:Lepldodendron oculus-felis(Abbado)Zeiller(图版Ⅰ,图1—2)这一种鳞木系莘夏植物群中最有代表性的重要份子之一。正如种名 Lepido-dendron oculus-felis 所表示,此种鳞木,以其猫睛状的叶痕为其特徵。当前的标本,保存异常佳美,叶痕中的三点(当中的一点代表维管束,两旁的两点代表Parichnos 痕)亦甚为明显。日本学者松泽动将此种化石定为 Lepidodendron