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死海發現大量逾 2.5 億年古植物化石 更多證據證熱帶地區為「物種演化搖籃」

2018/12/21 — 16:40

Blomenkemper, P. & et al. (2018).

Blomenkemper, P. & et al. (2018).

2.99-2.52 億年前的二疊紀 (Permian) ,地球地表只有一個超級大陸,哺乳類祖先合弓綱動物,以及爬蟲與鳥類祖先蜥形綱都在此時已經出現。當時的氣候雖然較乾燥寒冷,但近現今赤道地區,仍比南北和暖,亦有更多的動植物物種棲息。

一直以來,學界有兩大學說形容這種物種分佈:一是物種在不同緯度地區演化,然後因為赤道地區有較長生長季節而遷到該地居住;另一說法就指,赤道地區是生物演化搖籃,後來才轉到較南或較北地區居住,這種說法通常以高物種多樣性而作佐證。

最新刊於《科學》的研究,分析上百個在死海附近發現多個來自二疊紀的古植物化石,其出現時間遠早於之前所想的三疊紀 (Triassic) ,同時顯示赤道地區植物種多樣性非常高,很大可能確認熱帶地區為「物種演化搖籃」。

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約旦大學古植物學家 Abdalla Abu Hamad 於 2000 年代,已在約旦邊境的死海沿岸進行發掘工作,在一些二疊紀沼澤與較乾低窪地區,發現大量保存良好的植物化石,該批化石包括有樹葉、樹幹、生殖器官等,而大部份也能保存到角質層 (cuticle) 這種表皮保護膜,令團隊可觀察如樹葉氣孔 (stomata) 這些較細小結構,以辨別不同品種植物。

參與研究的德國明斯特大學古植物學家 Benjamin Bomfleur 指,一開始不相信自己的眼睛,因為大部份新發現的植物種類,過去都被認定在較後的三疊紀恐龍橫行時代才出現。除了羅漢松屬 (Podocarpus) 外,團隊亦發現已滅絕的種子蕨、同樣已滅絕的本內蘇鐵目 (Bennettitales) 植物,這種植物相信有有類似花的生殖器官,亦為現代蘇鐵的遠古祖先。

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過去,古植物學家認為二疊紀已出現簡單種子植物,但此前已有現代植物基因組研究指,當時可能有更複雜植物出現。

而 2.52 億年前發生的二疊紀 — 三疊紀滅絕事件 (Permian-Triassic extinction event) 引致約 96% 海洋生物滅亡、至少七成陸上生物滅絕,當時全球生態花了數百萬年才完全恢復。是次研究卻顯示羅漢松屬等古老植物曾捱過「大規模滅絕之母 (Mother of all mass extinctions)」繼續繁衍,但學界暫時未知這些植物如何渡過這大型滅絕事件,將需進一步研究確認。

團隊強調,所發現的植物化石,未能完全否定物種在不同緯度地區演化之說。不過,發現將助其他學者決定未來於哪些地區進行發掘工作。

來源:
Science, Middle East fossils push back origin of key plant groups millions of years, 20 December 2018

報告:
Blomenkemper, P., Kerp, H., Abu Hamad, A. & et al. (2018). A hidden cradle of plant evolution in Permian tropical lowlands. Science 21 Dec 2018: Vol. 362, Issue 6421, pp. 1414-1416. DOI: 10.1126/science.aau4061

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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