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中国科学家在恐龙“牙结石”中提取到1亿多年前迄今最早禾本科植物起源信息

  (化石网报道)据新华社北京1月9日电(屈婷):在一块距今1亿多年前的鸭嘴龙类恐龙(马鬃龙)的牙齿周边,吴妍、尤海鲁和李小强三位中国科学家从一种疑似“牙结石”的结构中,提取到了迄今最早的禾本科植物起源信息。而禾本科植物与恐龙、人类的命运休戚相关,新获得的这一最早化石纪录将为科学界旷日持久的“追踪”提供重要线索。

  禾本科植物家族中,包括水稻、小麦和玉米等人类社会最重要的农作物。人类正是驯化了野生的禾本科植物,比如水稻,才发展出了稻作农业。可以说,禾本科植物的利用与驯化伴随着智人全球扩张的脚步。

  这项发现其实是马鬃龙齿边的一些植物表皮和植硅体残留物。对于禾本科植物来说,最先分化的、最接近共同祖先的这一类,在生物学上呈现出两大性征:表皮细胞含有短细胞对;植硅体呈现哑铃结构。幸运的是,此次提取到的物质与之完全相符。

  这意味着,禾本科植物起源的“关键节点”大幅提前到了距今1亿多年的早白垩纪。

   此前从未有人尝试在恐龙牙齿周围提取植硅体。

  这位文雅的女科学家是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古环境演化室的副研究员。她的研究“武器”正是植硅体——植物身体里的化石。人类学家、考古学家往往在人骨化石的牙齿上提取这种物质,以获得死者生前的食性信息。吴妍想:何不把这种方法用在恐龙身上?

  马鬃龙就这样“闯”入研究者的视线。它的牙齿是恐龙世界的一个谜题:只有它的牙周有一些看起来疑似“牙结石”的物质,但谁也不知道那究竟是什么。吴妍决定放手一试,4年的努力工作后,“意外之喜”悄然而至。

  对于禾本科植物的起源,科学界争论不休。在该项发现之前,最早的禾本科化石纪录在印度被发现,那是距今7200-6600万年的晚白垩纪。

  吴妍说:“这次的新发现为解决这些争论提供了有力证据。”如果说,最早的禾本科植物,类似于芦苇、丛生竹类等已经登上鸭嘴龙类恐龙的“食谱”,那么禾本科至少在早白垩世的晚期就已经出现。

  吴妍指出,在那个时候,印度还在南半球的冈瓦纳大陆,而中国所在的东亚地区位于劳亚古陆,两者相互隔离。“也就是说,这一发现令禾本科起源地之谜更加扑朔迷离。”

  有趣的是,科学家还希望这一化石证据能帮助解开恐龙灭绝之谜。毕竟,在晚白垩纪的最后一年,地球曾经的主人——恐龙灭绝了,但禾本植物却活了下来。谁知道,这些化石里是否埋藏着这场悲剧的蛛丝马迹呢?

  “我们可能会把植硅体研究广泛应用在中生代和新生代的脊椎动物化石纪录上,寻找化石中常常被忽略的植硅体信息,补全地球生命历史中更多的片段。”吴妍说。

  相关报道:古脊椎所首次发现恐龙化石保存1亿多年前禾本植物起源信息

  (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:注重学科交叉,拓展研究方向,一直是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研宗旨之一。吴妍、尤海鲁和李小强三位研究人员经过近四年的努力,近日取得重要研究成果,从一亿多年前早白垩纪晚期发现的鸭嘴龙类恐龙(马鬃龙)牙齿周边保存的一种特殊结构中,成功提取到植物表皮和植硅体残留物。经过深入分析和对比研究,揭示这些含有短细胞对的表皮细胞和哑铃型结构的植硅体属于禾本科(草)最基干类群,将禾本科最早的化石记录大幅提前到1亿多年前的早白垩世,为禾本科植物起源研究提供了重要证据。

  禾本科是单子叶被子植物中最重要的一类,包括了水稻、小麦和玉米等人类最重要的农作物。然而禾本科植物的起源长期存在争议,而此项发现之前已发现最早的禾本科植物化石记录在晚白垩世,现代分子生物学研究则认为禾本科植物起源时间介于59-129百万年前。恐龙化石中保存的禾本科植物信息的发现,不仅显示类似芦苇或丛生竹类的最早草类已包含在鸭嘴龙类恐龙的食谱之中,也为研究恐龙与植物的协同演化,重建白垩纪陆地革命之始的植物类型提供了新线索。目前,研究人员正在对保存了植物表皮和植硅体的恐龙特殊结构及性质进行深入研究,并努力将植硅体等指标研究更广泛地应用到中生代和新生代脊椎动物化石记录中,积极拓展这一新的交叉研究方向。

  该项研究获得国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划项目的资助,相关成果发表在我国高影响因子期刊“National Science Review”上。

早白垩纪晚期马鬃龙牙齿周边特殊结构的采样方法(吴妍供图)

本文摘自:中国科学院南京地质古生物研究所网站























 


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