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植物根分生组织演化起源获解

科技日报北京8月28日电 (记者张梦然)根据英国《自然》杂志近日发表的一项遗传学研究,英国牛津大学团队发现,现代植物的根至少经历过两次演化事件,从而逐步形成了其标志性特征。该结论源自人类迄今已知最早的陆地生态系统中的过渡性根化石。

我们知道根是植物的营养器官,通常位于地表下面,具有支持、繁殖、贮存合成有机物质的作用。对现代植物来说,根的标志性特征是分生组织——一种自我更新结构,其顶端覆盖有根冠。但是,目前零散的化石记录,缺少根分生组织的踪迹,因此要解释根的演化起源,颇具挑战性。

此次,牛津大学科学家桑迪·海瑟林顿以及莱姆·多兰研究了莱尼埃燧石层(Rhynie chert)——一个具有4.07亿年历史的沉积层,其中包含了迄今已知最古老、保存极为完好的陆地生态系统遗迹。莱尼埃燧石层位于苏格兰阿伯丁郡,这里产出了各种各样的化石,包括植物、地衣和各类节肢动物。

研究团队使用显微镜对这些样本进行检查后,发现了属于石松纲植物星木的根分生组织。现今以石松为代表的石松纲植物属维管植物(含有可以运输体内资源的组织),其谱系分化早于其他高等植物(真叶植物)。

研究人员发现,星木的分生组织缺少根毛和根冠,取而代之的是连续的表面组织层。这一结构使这些根在维管植物中显得独一无二。研究人员总结表示,星木的根代表了现代维管植物根的一个过渡形态。鉴于无根冠过渡结构已经出现在石松纲植物中,这印证了一种观点,即在石松纲植物和真叶植物中,含根冠的根独立于它们共同的无根祖先而演化。

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