古代开花植物是如何生长的

2020-09-16 19被子植物

古代开花植物是如何生长的?化石和它们周围的基质可以让我们深入了解数百万年前我们的世界。被子植物或开花植物的化石(是当今最常见的植物),第一次出现在化石记录中的时间大约是1.4亿年前。根据这些化石沉积的材料,人们认为早期被子植物一定是杂草丛生、生长迅速的灌木和草本植物,发现于高度扰动的河岸河道和决口中。

古代开花植物是如何生长的?

来自康涅狄格州卫斯理大学的Dana Royer和他的同事们想知道化石植物生命史的各个方面,比如它的生长策略,是否可以从它的形态而不是沉积的基质中决定。这项技术能否证实这些古代植物是快速生长的物种?而且,重要的是,100 Ma植物的生命史策略有多普遍?他们的研究结果发表在美国植物学杂志3月号上。

研究内容

古代开花植物是如何生长的?作者首先需要评估现今活植物的叶形态是否能够准确地预测它们的生活史策略。在之前的研究中,Royer和他的同事发现两种简单的测量方法——叶柄宽度和叶面积——可以告诉我们很多关于植物的生态生理学。他们发现叶柄宽度(平方)与叶面积之比与每片叶的干重有关。

“单位面积的叶质量是衡量叶片密度或厚度的指标,它与植物转化营养资源的速度密切相关,”罗耶说薄而廉价的叶子(单位面积的叶质量较低)通常与生长速度快的植物有关,而这类植物通常在高度干扰的环境(如河岸走廊)中最具竞争力,因为它们的快速生长使它们更有机会。”

作者测量了93种活针叶树和58种草本被子植物的叶柄和叶面积,并与以前发表的木本被子植物的单位面积叶质量进行了比较。他们发现,这三类植物可以根据它们的叶面积来区分:在一定的叶柄宽度下,草本草本植物的单位面积叶质量往往比木本被子植物低43%-75%,而针叶树的单位面积叶质量比木本被子植物高19%-58%。

研究结果

这种方法的优点在于叶柄宽度和叶面积在许多化石标本中都是可以测量的。Royer说,他们随后用这种方法“估算出一些已知的最古老被子植物叶化石的单位面积叶质量”。他们测量了179个化石标本,代表了来自美国三个阿尔布阶(110-105 Ma)遗址的30个物种。

“在我们的研究中测量到的大多数化石的单位面积叶质量都很低,”罗耶说,这支持了早期被子植物是快速生长的物种的观点,类似于今天在河岸栖息地发现的植物群。如果假设与今天类似的关系,那么所有的被子植物化石的叶片寿命都不到12个月。”这意味着在许多被子植物中观察到的无可匹敌的快速生长能力在不迟于白化(110 Ma前)之前就已经存在。”

“虽然这并不能直接告诉我们关于最早被子植物的任何信息——最古老的被子植物花粉大约有140 Ma的历史——但阿尔布期标志着被子植物开始变得非常多样化和重要的生态时期,”Royer总结道很可能爆炸性生长是被子植物成功的一个原因。”

引用

American Journal of Botany. "How ancient flowering plants grew: Early angiosperms were weedy, fast-growing." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 April 2010. www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100323110101.htm.

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