花是什么时候起源的?

2020-09-15 120被子植物

花是什么时候起源的?根据伦敦大学学院领导的最新研究,开花植物可能起源于1.49亿至2.56亿年前。

英国和中国的研究人员今天在《新植物学家》上发表的这项研究表明,开花植物既不像先前分子研究所暗示的那样古老,也不像化石记录的字面解释那么年轻。

这些发现强调了使用基于分子数据和化石记录的补充研究的力量,以及推断进化时间尺度的不同方法,以建立对数百万年前进化动力学的更深入理解的力量。

分子数据与化石数据的争论

从分子数据和化石记录估计开花植物进化的差异引起了很多争论。“甚至达尔文也把这个群体的起源描述为一个‘可恶的谜’,”首席作者、UCL遗传学、进化与环境博士Jose Barba Montoya解释道。

“花是什么时候起源的?为了揭开花起源之谜的关键,我们仔细分析了开花植物的基因组成,以及它们基因组中突变积累的速率。”

从化石记录的角度来看,开花植物似乎突然发生了多样性变化,促成了白垩纪的陆地革命,在这场革命中,传粉者、食草动物和食肉动物经历了爆炸性的共同进化。

然而,分子钟年代测定研究表明,开花植物的起源要古老得多,这意味着在化石记录中没有记载的花的神秘进化。

充分理解分子数据与化石数据

布里斯托尔大学地球科学学院的Philip Donoghue教授是这项研究的资深作者,他说:“在很大程度上,这两种方法之间的差异是古生物学和分子进化时间尺度上虚假精确的产物。”

古生物时标根据最古老的化石证据对植物的组成分支进行了地质时间校准。分子时间尺度建立在这种方法之上,利用来自基因组的额外证据来确定物种之间的遗传距离,旨在克服化石记录中的空白。

“以前对分子时间尺度的研究未能探索实验变量的含义,因此他们错误地估计了开花植物的可能年龄,过于精确,”该研究的资深作者杨子恒教授说。

多诺霍教授还说:“同样,对化石记录的解释并没有充分认识到它作为进化史档案的不足之处,即开花植物最古老的化石证据来自非常先进的,而不是原始的开花植物谱系。”

花是什么时候起源的?

研究人员为许多开花植物类群收集了大量的遗传数据,包括644个类群的83个基因的数据集,以及一套全面的化石证据,以解决开花植物多样化的时间尺度问题。

“通过使用贝叶斯统计方法,借用物理学和数学的工具来模拟进化速率如何随时间的变化,我们发现开花植物年龄的估计存在广泛的不确定性,所有这些都与该类群的早白垩世到中白垩纪起源相一致,这项研究的合著者马里奥多斯里斯博士(伦敦玛丽皇后大学生物和化学科学学院)说。

引用

University College London. "When did flowers originate?." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 February 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180205092926.htm.

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