青藏高原及其周邊地區(qū)是全球現(xiàn)代生物多樣性分布中心之一。西藏位于青藏高原的核心地帶,深入研究西藏地區(qū)的化石植物群,對于認識青藏高原地區(qū)植物多樣性的起源和演化過程尤為重要。但是由于西藏交通不便,且野外工作難度較大,該地區(qū)植物化石的研究還極為缺乏。
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園古生態(tài)組蘇濤副研究員等人近期在藏東芒康縣上中新統(tǒng)拉屋拉組,海拔近4000米的地層中采集到大量植物化石,并在世界上首次發(fā)現(xiàn)了胡頹子屬(Elaeagnus)葉片化石。胡頹子屬隸屬胡頹子科(Elaeagnaceae),該科共有3個屬約90種,其中胡頹子屬分布于歐亞大陸、北美和澳大利亞東北部;沙棘屬(Hippophae)分布于歐亞大陸;水牛果屬(Shepherdia)分布于北美。目前,胡頹子科的化石記錄十分稀少。該研究利用熒光顯微技術(shù)觀察了化石材料的細微結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)化石表面有密布的鱗片,這些鱗片具有從中央發(fā)散的脊,是鑒定該屬的重要形態(tài)特征依據(jù)。經(jīng)過深入的形態(tài)學(xué)觀察和比較,定名該化石種為西藏胡頹子(E. tibetensis T. Su et Z. K. Zhou)。化石記錄表明,胡頹子科可能起源于北美,起源時間不晚于漸新世,之后逐漸擴散至亞洲、歐洲等其他地區(qū)。新近紀以來,青藏高原地區(qū)的季風(fēng)氣候逐漸增強,伴隨著降雨量的季節(jié)性差異(即冬干夏濕),該科葉片表面密布的鱗片能有效降低水分蒸發(fā),有利于抵御春季的干旱,該科得以在該地區(qū)逐漸分化,使得青藏高原及其周邊地區(qū)成為胡頹子科的現(xiàn)代多樣性中心。另外,胡頹子屬現(xiàn)生種的海拔分布上限比化石點低700米左右,正是由于中新世以來藏東地區(qū)的進一步抬升和劇烈的氣候變化,導(dǎo)致了胡頹子屬在化石點附近這樣的高海拔地區(qū)消失。西藏地區(qū)胡頹子屬化石的發(fā)現(xiàn),對于認識該屬的演化歷史以及古環(huán)境變化有著重要的意義。
該研究成果以Miocene leaves of Elaeagnus (Elaeagnaceae) from the Qinghai-Tibet Plateau, its modern center of diversity and endemism 為題正式發(fā)表于國際植物學(xué)期刊American Journal of Botany。研究得到了國家自然科學(xué)基金(No.31470325)和中科院南京地質(zhì)古生物研究所現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點實驗室開放課題基金(No.143107)的聯(lián)合資助。
圖1. 發(fā)現(xiàn)于藏東上中新統(tǒng)地層中的西藏胡頹子(E. tibetensis T. Su et Z. K. Zhou)葉片化石
圖2. 熒光顯微鏡下的胡頹子屬和杜鵑屬現(xiàn)生種的葉片鱗片結(jié)構(gòu)比較。A-C. 羊奶子(Elaeagnus umbellata);D-F. Rhododendron 'PJM' (R. carolinianum × R. dauricum var. sempervirens)。
