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版纳植物园通过小楔叶榕化石揭示石灰岩灌丛植

中科院西双版纳热带植物园 詹克平等发现我国西南晚中新世植被分异原因

榕属(Ficus)是种类最多、分部最广的木本植物之一,全世界有750余种,其中近2/3种类分布于热带亚洲地区。榕属的生境和形态极为多样,广布于从潮湿到干旱的各种热带、亚热带植被类型中,其形态、习性与属内的系统位置有较高的相关性。在我国西南和东南亚地区有着最为典型石灰岩溶地貌,其具有独特的地质地貌和理化性质,干旱和高钙是其最主要特征,其上覆盖的植被在物种组成和生理生态上也与地带性植被不同。最为典型的是由生长于裸岩石缝之中灌木构成的灌丛型植被,许多榕属植物是这一植被类型中的优势类群。对于这一植被是人为活动干扰形成还是自然演替的顶级,一直存在争论。

水龙骨科是现代蕨类中最大的一个科,约35个属,1200种。棱脉蕨属(Goniophlebium)是其中的一个大属,主要分布于东亚和澳大利亚的热带地区,具有明显的特征而易于辨认:叶尖圆钝,叶边缘全缘或偶有缺刻,羽片下沿未完全分裂有交联;叶脉形成1-2列有规律的五边形网眼;单沟孢粉,极面观椭圆形,赤道面观豆形,瘤状表面纹饰。随着近年分子生物学的深入研究,水龙骨科的系统关系逐渐完善。但是由于化石记录的缺乏,在一定程度上限制了对其多样性及演化历史的认知。

本报讯记者8月5日从中科院西双版纳热带植物园获悉,该园副研究员詹克平等利用热力学原理,重建了云南晚中新世临沧、先锋和小龙潭三个植物群的古海拔,发现晚中新世云南的地貌已有较大分化。相关成果发表于《古地理学、古气候学、古生态学》杂志。

中国科学院西双版纳热带植物园古生态研究组助理研究员黄健在滇东南石灰岩溶地区的核心地带——文山盆地中进行了长期的古植物学研究,近期在其中发现一种榕属的叶片化石。通过对现生榕属植物叶脉结构特征的研究总结,将榕属叶脉模式分为4个类型,并总结了各亚属的叶脉特征。经过叶结构重建和现代物种对比,确定文山植物群中的该榕属化石属于无花果亚属(Subgen.Ficus),其现生最近亲缘种为楔叶榕(Ficus trivia)。楔叶榕和近似类群分布于我国西南和越南北部,仅生长于石灰岩山脊的灌丛中。结合植物群中发现的其他石灰岩灌丛特有植物,表明在中中新世时,这一类型的植被便已存在,其可能发育在较为恶劣的立地条件之上。同时,在化石叶表面观察到的“细脉腺节”(veinlets gland)结构与现生某些石生榕叶表面完全一致,这一结构的主要功能可能是排钙,是对石灰岩生境的一种适应。文山植物群的物种多样性远高于临近地区的各古植物群,生境的多样性(石灰岩植被、非石灰岩植被的同时存在)是其重要原因。

中国科学院西双版纳热带植物园古生态组博士研究生徐聪丽在研究员周浙昆的指导下,通过对在云南文山发现的棱脉蕨属化石的深入研究,首次报道并建立了化石新种:大孢子棱脉蕨(Goniophlebium macrosorum C.L. Xu et Z.K. Zhou sp. nov.)。该研究表明水龙骨科星蕨亚科棱脉蕨属在文山地区的出现不晚于中中新世,同时表明中中新世的文山温暖、湿润,与古生态组已有的古气候重建结果相吻合。另一方面,结合化石的现代最近相似种假友水龙骨(G. subamoenum)的生境特征及文山植物群物种组成推测,附生植物伴随常绿阔叶林的植被结构在中国西南地区的中中新世就已经出现。

据了解,青藏高原的隆升极大地改变了我国乃至整个亚洲的地形地貌,对生物多样性产生了根本性影响。由于古高程的重建是难点,青藏高原抬升如何影响植物区系成分的演变,一直是地质学家和生物学家探索的重要理论问题。

该研究结果以A fossil fig from the Miocene of southwestern China: Indication of persistent deep time karst vegetation为题,发表在国际古植物学期刊Review of Palaeobotany andPalynology上。该研究工作得到国家自然科学基金(U1502231、41661134049)、中科院“西部之光”青年人才项目、版纳植物园“135”项目方向一(2017XTBG-F01)、中科院东南亚生物多样性研究中心(Y4ZK111B01)的资助。

该项研究成果以The first megafossil record of Goniophlebium (Polypodiaceae) from the Early/Middle Miocene of Asia and its paleoecological implications 为题发表于国际古生物学期刊Palaeoworld

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