包裹在波罗的海琥珀中的正在发芽的松果

种子萌发——所有植物发育的关键阶段——通常发生在种子从母体脱落后的土壤中。在一些罕见的情况下,早熟萌发-一种胎生或胎生-当种子在果实内发芽时发生。在一个新论文发表在杂志上历史生物学俄勒冈州立大学的乔治·波伊纳尔教授描述了第一个植物化石早熟发芽的案例,该案例涉及到在一块4000万年前(始新世)的波罗的海琥珀中嵌入的松果中萌发的一些种子。

始新世波罗的海琥珀中有4000万年历史的黄松球果。图片来源:小乔治·波纳尔,俄勒冈州州立大学。

4000万年前的圆锥体黄松一块始新世波罗的海琥珀图片来源:小乔治·波伊纳,俄勒冈州立大学。

波伊纳教授说:“种子发芽对所有植物的生长都至关重要,通常是在种子落地后才开始发芽。”

“我们倾向于将胎生(仍在母体内的胚胎发育)与动物联系起来,而忘记了它有时发生在植物中。到目前为止,最典型的是,这些发生涉及被子植物。”

被子植物直接或间接地提供了人们所吃的大部分食物,它们开花并结出果实中的种子。

“在番茄、辣椒和葡萄柚等缺乏种子休眠的植物中,水果中的种子发芽是相当常见的,发生这种情况的原因有多种。但这在裸子植物中很少见。”

松果体中的早熟萌发非常罕见,科学文献中仅描述了1965年以来自然发生的一例这种情况。

波伊纳教授说:“这就是这一发现如此有趣的部分原因,甚至超越了它是第一个涉及种子萌发的植物胎生化石记录。”

“我发现这很有趣,这个小松果中的种子可以在松果内部开始发芽,在它们在树脂中腐烂之前,可以长出这么远。”

在这些松苗的顶端是针状的簇,有些是五针状的,把这些化石与已经灭绝的松树物种联系起来黄松这是之前从波罗的海琥珀中发现的。”

黄松下胚轴顶端的针叶。图片来源:小乔治·波纳尔,俄勒冈州州立大学。

针尖黄松下胚轴。图片来源:小乔治·波伊纳,俄勒冈州立大学。

根据这位科学家的说法,植物的胎生通常以两种方式之一出现。

他说:“早熟萌发是两种情况中比较常见的一种,另一种是营养胎生,例如当珠芽直接从母植物的花头上长出来时。”。

“在这具化石中的种子胎生案例中,种子产生的胚胎茎在琥珀中非常明显。”

这些被称为下胚轴的茎是否在圆锥体被琥珀包裹之前就出现了,目前还不清楚。然而,根据他们的位置,似乎有一些生长,如果不是大部分,发生在松果落入树脂之后。”

对现存裸子植物胎生的研究表明,这种情况可能与冬季霜冻有关。

波伊纳尔教授说:“如果波罗的海的琥珀林是一个潮湿的暖温带环境,那么就有可能出现轻度霜冻。”

“这是植物种子胎生的第一个化石记录,但这种情况可能发生在始新世记录之前。”

“没有理由说,在数亿年前,蕨类和石松类等古代孢子植物不可能发生营养胎生。”

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乔治·波纳尔《始新世波罗的海琥珀中松果的早熟萌发》。历史生物学,于2021年11月8日在网上发布;doi: 10.1080 / 08912963.2021.2001808

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