植物化石揭示了其几百万年前从南美洲到亚洲的"逃亡路线"

（化石网）据cnBeta：那些通过公路或自行车进行长途旅行的人很可能受益于马刺草科植物的一种产品--橡胶。刺玫科，又称大戟科，包括橡胶树、蓖麻、一品红和木薯等具有重要经济价值的植物。现在，最近在阿根廷发现的化石表明，这些刺玫早在几百万年前就开始了自己的旅程。

一块复合果序化石显示了附着在树枝上的保存完好的果实和种子。研究人员从距今 5200 万年前的果实和叶子化石中鉴定出它们属于刺玫科的马缨丹-马缨丹支系（Macaranga-Mallotus clade，MMC），这表明一直被认为起源于亚洲的马缨丹-马缨丹支系可能最早出现在冈瓦纳南美洲，然后才向全球扩散。图片来源：Peter Wilf 提供

根据宾夕法尼亚州立大学领导的研究，在无数千年来气候和陆地运动变化的推动下，一群穗状花序植物从古代南美洲迁徙到数千英里之外，最远到达澳大利亚、亚洲和非洲某些地区。

这些研究结果发表在《美国植物学杂志》上，研究结果表明，刺五加科的Macaranga-Mallotus支系（MMC）包括一个共同的祖先及其所有后代，长期以来被认为起源于亚洲，可能最早出现在南美洲，当时南美洲还是冈瓦纳的一部分--冈瓦纳是包括南美洲、南极洲和澳大利亚在内的超大陆--然后才向全球扩散。

对化石果序的 CT 扫描显示了果实和果实内小的成对种子。CT 扫描捕捉到了岩石的密度变化，并将其呈现为三维图像。图片来源：Peter Wilf 提供

宾夕法尼亚州立大学地球科学教授、本研究的第一作者彼得-威尔夫说："我们的研究首次提供了南美洲冈瓦纳地区穗状花序的直接化石证据。但是，如果它们是在亚洲进化的，那么它们到底是如何到达我们发现它们的地方，即距今 5000 万年的阿根廷岩石中的呢？相反，我们认为这些尖刺是沿着移动的大陆从南美洲到亚洲，再到世界另一端的。如果不离开地球，就无法走得更远。我们在南美洲发现的许多其他植物类群化石中也看到了这种模式，如金鸡菊、亚洲金鸡菊和黄檀树。总之，这是我见过的最具戏剧性的生物地理学进化故事。"

威尔弗认为，大戟科植物很好地适应了不同环境中的进化挑战。

他说："大戟科植物常见于非洲、南美洲的热带雨林中，最明显的是在亚洲。它们构成了大部分林下栖息地，而林下栖息地在结构上对雨林及其动物生活非常重要。MMC 在亚洲热带地区非常有名，在路边和焚烧区非常显眼。它的植株通常长着伞状的大叶子，能提供充足的遮荫，还能提供营养丰富的种子供动物觅食。"

刺玫科有 6000 多个物种，主要分布在热带地区，但也见于沙漠和寒温带地区，仅在地中海流域就有约 400 个物种。鉴于它们在东南亚的普遍存在以及之前在新西兰发现的 2300 万年前的化石，科学家们认为马齿苋是一个"旧大陆"植物群落，很可能起源于亚洲。目前的研究基于比新西兰标本古老两倍多的化石，首次提供了 MMC 刺玫起源于"新世界"的证据，并为该植物家族增添了两个新物种。

化石叶片的特征与多个马卡连柯物种相同。图片来源：彼得-威尔弗提供

Wilf 和他在阿根廷巴里洛切国家科学和技术研究委员会（CONICET）、埃吉迪奥-费鲁格里奥古生物博物馆（MEF）以及康奈尔大学的同事们研究了 11 块叶子化石和两块复合果序化石，即显示保存的果实和种子附着在树枝上的化石。这些化石来自阿根廷丘布特一个名为 Laguna del Hunco 的地点，研究人员在这里收集化石已有数十年之久。通过对该地火山岩的年代测定，这些化石的年龄为 5200 万年前，即冈瓦纳最终分离之前的全球温暖时期。

科学家们研究了叶子和果实的详细特征，并与活体标本进行了比较。他们还在宾夕法尼亚州立大学定量成像中心对果实进行了 CT 扫描。扫描结果捕捉到了岩石中的密度变化，并将其呈现为三维图像，研究人员利用这些图像研究了果实的特征，包括果实内部几乎看不到表面的成对小种子。

研究人员发现，化石果实和叶子的特征如今只有在 MMC 刺果中才能找到，因此将它们确定为两个新物种。他们以已故阿根廷古脊椎动物学家和人类学家鲁道夫-马金-卡萨米奎拉（Rodolfo Magín Casamiquela）的名字命名果穗，他可能早在 20 世纪 50 年代就收集了其中一个标本；他们还以古植物学家、史密森国家自然历史博物馆桑特馆长柯克-约翰逊（Kirk Johnson）的名字命名叶片物种，他在 20 世纪 90 年代发现了第一个叶片化石。

已故的鲁道夫-马金-卡萨米奎拉（Rodolfo Magín Casamiquela）从阿根廷丘布特省的亨科湖（Laguna del Hunco）采集到了距今 5200 万年的复合果序化石，化石上的果实和种子保存完好地附着在树枝上。这种植物的特征--如顶生果实（tf）、中轴种子（sd）和羽状柱头（st）--如今只有在刺玫科的马卡兰加-马洛特斯支系中才能找到。彼得-威尔弗提供

"MMC分布广泛，但在这项研究之前，它们从未在美洲被发现自然生长，"Wilf说。"这是第一次在西半球过去或现在的任何地方可靠地记录到 MMC。"

威尔弗说，这些化石讲述了一个关于环境变化、板块构造和生物地理学（即动植物在世界各地的分布）的故事。他说，这些植物很可能起源于冈瓦纳大陆并在那里进化，数百万年来，随着气候变得更加干燥和寒冷，它们开始后退，在南极洲和南美洲遭遇灭绝，但显然在澳大利亚存活了下来。

与此同时，板块构造也在撕裂冈瓦纳超大陆。研究人员说，澳大利亚在4000多万年前脱离南极洲，在2500万年前与东南亚相撞，将这种需水植物带到了新几内亚和东南亚雨林。

威尔弗说："我们反复看到，我们可以将大量澳大利亚和亚洲雨林植物一直追溯到阿根廷和西冈瓦纳。这些化石告诉我们植物是如何应对环境变化的。如果你给它们时间和逃生路线，就像澳大利亚从南极纬度地区迁移到亚洲一样，它们就能按照自己喜欢的环境在世界各地迁移，并茁壮成长。今天，砍伐森林和环境变化的速度比几百万年前快了 100 到 1000 倍，包括我们贡瓦纳生存树所在的东南亚地区，逃生路线已被改造成城市和农业。这些化石是来自过去深处的警告，我们赖以生存的自然世界具有极强的复原力，但却无法跟上我们的脚步。现在采取行动避免最坏的结果还为时不晚"。