科学发现植物根靠进化

来源：中国科学院

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　　现代植物的根部是逐步发展进化而来的，且至少经历过两次演化事件，逐步形成了它们的标志性特征。该结论源自已知最早的陆地生态系统中的过渡性根化石。

　　现代植物根部的标志性特征是分生组织—— 一种自我更新结构，顶端覆盖有根冠。但是，零散的化石记录缺少根分生组织的踪迹，因此要破解根的演化起源，颇具挑战性。

　　英国牛津大学的Sandy Hetherington和Liam Dolan研究了莱尼埃燧石层一个具有4.07亿年历史的沉积层，其中包含了一些保存极为完好、已知为最古老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。

　　研究人员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）。

　　Hetherington等人针对分生组织化石建立了三维模型，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。

　　研究人员在近日刊登于《自然》杂志的论文中表示，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。

　　这项研究表明，植物器官是在长久的进化中一步一步形成的。科学家认为，植物根部进化对地球来说非常重要，原因是这大幅减少了大气中的碳。新发现有助进一步了解植物根部的真正起源。

　　相关论文信息：DOI：10.1038/s41586-018-0445-z