晚古生代一缠绕植物属不同手性的发现
编号:2634
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更新:2023-04-11 22:40:16 浏览:511次
口头报告
摘要
大至银河,小至中微子,手性广泛存在于宇宙万物之中。然而,现生世界的生命物质常常表现出同手性的特征,如自然界中的DNA和糖类都是右旋的,氨基酸则是左旋的。具旋性生长的宏体生命中,如腹足动物和缠绕植物,其大部分都是右旋生长。现生生命体为何展现同手性的特征,是困扰科学界的125个难题之一。但在漫长地质历史中,生命体的手性表现为何,却鲜少有人研究。
缠绕是植物攀援的重要方式之一,通过顶端的回旋运动,使植物的主轴产生了旋性生长。现生缠绕植物主要为被子植物以及少量的真蕨和买麻藤植物,且以右旋为主(文献统计>90%)。由于保存上的困难,缠绕植物的化石记录相当稀少,仅在近年来发现2例(Wang et al.,2013;Zhou et al.,2019)。“植物庞贝”是位于中国内蒙古乌达煤田的一片近3亿年前火山灰作用原位埋藏保存的沼泽森林群落,群落分子中存在着一类具卷须结构的真蕨攀爬植物Hansopteris uncinatus(Zhou et al.,2021),此前报道的最早缠绕植物化石推测可能与其亲缘关系密切。
在近期研究中,我们发现“植物庞贝”群落中还存在Hansopteris属一新种(Zhou et al.,2022),它与模式种Hansopteris uncinatus一样具有一对典型的钩状卷须和变态叶复合结构,且在小羽片形态和繁殖器官特征上十分类似,但在叶维管束形态和叶迹分出方式有所差异。在此认知基础上,我们重新检查了之前报道的缠绕植物化石,并研究了一块新采集的缠绕植物化石。结果显示,之前报道的缠绕植物化石实际为Hansopteris新种,左旋缠绕;新发现的缠绕植物化石为Hansopteris uncinatus,右旋缠绕。据此,我们在晚古生代单一森林中发现特化缠绕植物属Hansopteris中不同的两个种具有相反的旋性生长方向,这表明此时缠绕习性受种系发生严格控制,但缠绕方向却似乎可变。这种现象在晚古生代究竟属于一例稀有个案,还是表明漫长的地质历史长河中可能存在着“无序”的世界,仍需要我们未来对其他具不对称生长的生物化石或者地外有机生命分子的旋性作进一步研究。
关键词
古植物,手性,缠绕植物,晚古生代,Hansopteris
稿件作者
周卫明
中国科学院南京地质古生物研究所
万明礼
中国科学院南京地质古生物研究所
王军
中国科学院南京地质古生物研究所
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