最早的花是什麼?
首先看看「花」到底是什麼。
「花」在生物學上,被定義為被子植物的繁殖器官。也就是說,從被子植物開始,才有了「花」的結構,因此被子植物也稱為有花植物。
和被子植物親緣關係最近、相對更早一些出現的是裸子植物,裸子植物是沒有「花」的,裸子植物的雄性生殖器官叫做小孢子葉球,也叫雄球花。相應的,雌性生殖器官叫做大孢子葉球,也叫雌球花。無論是雄球花也好,還是雌球花,和「花」的本質是不同的。裸子植物的小孢子葉對應的是被子植物的雄蕊,大孢子葉對應的是被子植物的雌蕊。典型的花的結構,是雌雄器官位於同一朵花內(裸子植物則分別在不同枝上或枝的不同部位上),並且有花被(包括花瓣、萼片)的結構,裸子植物則沒有花被。因此,裸子植物的繁殖器官不能稱為花。
蕨類植物的繁殖器官更是簡單,孢子囊生於和營養葉(正常葉)相似的孢子葉(繁殖葉),沒有任何類似花的構造。
從蕨類植物、裸子植物到被子植物,也可以看出繁殖器官的進化路線:葉(蕨類植物,繁殖器官生於特殊葉上)、葉高度特化並集中(裸子植物,繁殖器官聚集為孢子葉球,但雌、雄分別聚集)、含高度特化葉的枝條集生為花(被子植物,雌、雄繁殖器官同時生於一個高度特化的枝上,這個高度特化的枝就是花)
花最早出現於被子植物當中,那麼最早的被子植物,就是最早使用「花」作為生殖器官的植物(雖然花的結構不一定完整)。
目前已發現的最早被子植物,也就是「第一朵花」,是遼寧古果(Archaefructus liaoningensis)的化石,發現於遼西北票「熱河生物群」,生存於距今約1.45億年前(晚侏羅世)。遼寧古果是水生草本植物,葉三回羽狀深裂,生殖枝螺旋狀著生數十枚蓇葖果,由心皮對摺而成,其內包藏著2~5粒種子(胚珠);雄蕊著生在心皮之下,成對狀著生在短柄上。同時期的還有中華古果(Archaefructus sinensis),生殖枝長在水面之上,螺旋狀著生數十枚蓇葖果,由心皮對摺閉合而成,每枚心皮內包藏著8~12枚胚珠(種子)
然而,無論是遼寧古果還是中華古果,都沒有見到花被的結構,因此不是完整的花。
真正完整的花,可能要數李氏果(Leefructus mirus),生存於距今約1.24億年前(早白堊紀)。李氏果單葉簇生,葉片三裂狀、基部中脈為復出掌狀脈,扁平的花托頂生在花梗上,其上著生5枚狹長形的假合生心皮(果)。
和其他已發現的沒有現存直接後裔的早期有花植物不同,李氏果與現生毛茛科植物有著直接的聯繫。
另外,還有一種植物,也有是最早被子植物的可能,那就是中華星學花(Xingxueanthus
sinensis)。中華星學花產於遼寧省葫蘆島市,生存於距今約1.8~1.6億年前。它的花極小,花序由二十幾個類似雌蕊的結構共同組成,每個結構螺旋著生於花序軸上的苞片的腋部,並由底部近球形的胚珠包容體和頂部的一個花柱組成。胚珠包容體與現代被子植物中的子房相當,內有一個縱立的柱狀結構,其上長有螺旋排列的多枚胚珠,類似現今的特立中央胎座。儘管該植物化石胚珠包藏在子房內,但是,這並不能成為作為被子植物的充分證據,因為有很多裸子植物也具有這種特徵,所以中華星學花「可能」是最早的被子植物(第一朵花)。
當然,真正的第一朵花,由於可能並沒有保存下化石,或者有化石但仍然沒有被發現,或者發現了但結構無法識別等原因,也許永遠無法得知。
上面說到的,都是化石種類。那麼現生的有花植物中,哪種是最早的呢?
其實,即使到了今天,我們有了分子手段,能夠大致搞清楚植物的親緣關係,找出最古老的類群,但其實古老的類群只是保留了較多的原始特徵,在進化樹上早早和別的分支拜拜的類群,這個類群並非一成不變,而是也在不斷進化的,只是相對穩定一些,更多地保留了原始的特徵。
現生最古老的有花植物是無油樟(Amborella trichopoda),一種僅生活在新喀里多尼亞(位於澳大利亞東部的群島)的灌木。注意,雖然無油樟叫「樟」,但不是樟科植物,而是自成一目、一科、一屬,也僅無油樟一種。無油樟是最早和其他被子植物分開演化的一支,並且擁有相當多的原始特徵:雌雄異株,花各部分螺旋狀排列,不定數,花被不分化成花瓣和萼片,雄蕊不能明顯區別花絲和花藥,心皮離生等。
除了無油樟之外,被子植物還有另外兩個基部類群,一個是睡蓮目,包含獨蕊草科、蒓菜科和睡蓮科;另外一個就是木蘭藤目(僅木蘭藤 Austrobaileya scandens一種)。
雖然無油樟、睡蓮目和木蘭藤都是被子植物基部類群,但現生被子植物都不是直接起源於這些類群,而是這些類群的旁系。包括以前認為的木蘭科、毛茛科,既不是被子植物最古老的類群,現生被子植物也不是直接起源於這兩個科。當然,現生被子植物和裸子植物的關係也是如此,它們的共同祖先早已滅絕,且尚未找到化石,現生被子植物並不直接起源於任何現生裸子植物類群,兩類是並列的關係。
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