了解植物進(jìn)化的根源
盡管植物和植被是地球生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵,但人們對(duì)其根源的起源知之甚少。然而,在自然界出版的新研究中,牛津大學(xué)的科學(xué)家描述了來(lái)自最早的陸地生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)渡根化石,它揭示了根系是如何進(jìn)化的。
研究結(jié)果表明,植物根系不止一次進(jìn)化,并且根系的特征以逐步的方式發(fā)展 - 中央根系器官首先發(fā)育。根蓋隨后會(huì)出現(xiàn)。
牛津大學(xué)植物科學(xué)系和牛津大學(xué)馬格達(dá)倫學(xué)院的Sandy Hetherington博士和Liam Dolan教授對(duì)已知最古老的植物生態(tài)系統(tǒng)--407億年前的Rhynie燧石進(jìn)行了一項(xiàng)微觀研究。
Hetherington博士說(shuō):'Rhynie燧石的保存水平確實(shí)非常值得注意 - 我能夠檢查出4.07億年前種植的植物的細(xì)胞組織,這讓我感到驚訝。它為當(dāng)時(shí)陸地表面的生命提供了一個(gè)特殊的窗口。
現(xiàn)代植物根系的定義特征是分生組織 - 一種自我更新的結(jié)構(gòu),在其頂點(diǎn)覆蓋著一個(gè)帽子。在碎片化石記錄中很難發(fā)現(xiàn)根分生組織,這可能使挖掘根的進(jìn)化起源具有挑戰(zhàn)性。
作者發(fā)現(xiàn)了屬于軟疣植物Asteroxylon mackiei的根分生組織的證據(jù)。Lycopsids - 通常稱(chēng)為俱樂(lè)部苔蘚,是維管植物(具有內(nèi)部移動(dòng)資源的組織的那些),其譜系早期分支,在其他高等植物(euphyllophytes)之前。
該團(tuán)隊(duì)能夠建立化石分生組織的三維重建。
化石分析表明,A。mackiei的分生組織缺乏根毛和帽子 - 它們被連續(xù)的表層組織覆蓋。這種結(jié)構(gòu)使這些根在維管植物中獨(dú)一無(wú)二。
該論文的結(jié)論表明,這些根源是朝向現(xiàn)代風(fēng)格的根管維管植物的過(guò)渡性步驟。這一發(fā)現(xiàn)支持了這樣一種觀點(diǎn),即這種無(wú)蓋過(guò)渡結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在已經(jīng)是一種貓頭鷹的植物中,帶有蓋子的根分別在其常見(jiàn)的無(wú)根祖先的lycopsids和euphyllophytes中進(jìn)化。
Dolan教授在討論擴(kuò)大這項(xiàng)工作的計(jì)劃時(shí)說(shuō):'我們的發(fā)現(xiàn)表明植物器官是在植物進(jìn)化過(guò)程中逐步建立起來(lái)的。
'根系的演變是地球歷史上的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期,導(dǎo)致大氣碳的急劇減少?,F(xiàn)在我們知道根源是逐步演變的,我們可以回到古老的巖石上尋找缺少現(xiàn)存根中存在的“部分”的結(jié)構(gòu)。
“我真的想知道根冠來(lái)自何處。他們似乎是憑空出現(xiàn)的。它們?cè)诂F(xiàn)存的根源中非常重要;當(dāng)根部推動(dòng)土壤時(shí),根冠對(duì)保護(hù)根是很重要的,它是根部檢測(cè)重力的地方。這些古老的根源如何在沒(méi)有上限的情況下管理這些功能呢?
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