杉木屬是東亞特有類群,也是我國南方的常見樹種。分子系統(tǒng)學研究顯示,杉木屬是現(xiàn)生柏科中最早分化出的類群;Y料也顯示了杉木的古老,類似杉木的化石,如西沃德杉Sewardiodendron、似縱Elatides等在侏羅紀就已經(jīng)非常繁盛。然而,尚未有研究揭示這些類似杉木的早期柏科化石類群在柏科系統(tǒng)樹中的精確位置。它們是位于柏科系統(tǒng)樹基干的不同演化等級,還是屬于一個包括現(xiàn)生杉木在內(nèi)的單系類群,仍然是一個疑問。
最近,中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所史恭樂博士與美國、蒙古、日本和德國的同行組成的“蒙古白堊紀植物”研究團隊系統(tǒng)研究并整體重建了產(chǎn)自蒙古國早白堊世的化石新種“周氏似縱(Elatides zhoui sp. nov.)”;牧蠟槿S立體保存,栩栩如生,球果,雄球花和營養(yǎng)枝葉直接相連,形態(tài)上與現(xiàn)生杉木非常類似;路N以古植物學家周志炎院士的姓氏命名。研究選取22組形態(tài)特征,對包括柏科現(xiàn)生種和早期柏科化石種在內(nèi)的22個類群進行了分支系統(tǒng)分析。分支分析分別采用了完全基于形態(tài)學數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法,和以分子系統(tǒng)發(fā)育樹為骨架的分子骨架法(Molecular Scaffold)。結(jié)果顯示,侏羅紀和白堊紀類似杉木的化石類群和現(xiàn)生杉木共同構(gòu)成一個單系類群,這一單系類群位于柏科系統(tǒng)樹的最基部,與現(xiàn)生柏科的其他類群構(gòu)成姊妹群。
該項研究確證了杉木是一類非常古老的活化石,它的歷史可追溯至一億七千萬年前的中侏羅世甚至更早。在恐龍的時代,杉木的祖先遍布北半球,形態(tài)和生態(tài)多樣性都遠高于僅有2個種、分布局限于東亞南部的現(xiàn)生杉木屬。
研究成果近期以封面文章的形式發(fā)表于國際古植物學期刊International Journal of Plant Sciences,研究得到了國家自然科學基金和南京古生物所新技術(shù)、新手段研究基金的支持。
論文相關(guān)信息:Shi G., Leslie A.B., Herendeen P.S., Ichinnorov N., Takahashi M., Knopf P., Crane P.R., 2014. Whole-plant reconstruction and phylogenetic relationship of Elatides zhoui sp. nov. (Cupressaceae) from the Early Cretaceous of Mongolia. International Journal of Plant Sciences 175, 911–930.
周氏似縱球果
包括現(xiàn)生和化石類群的柏科系統(tǒng)發(fā)育樹
