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陆地植物起源研究的新进展*

2021-06-25吴珍程时锋

自然杂志 2021年3期
关键词:植物

吴珍,程时锋

中国农业科学院农业基因组研究所,岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心,农业农村部农业基因数据分析重点实验室,广东 深圳 518120

地球上有约5 0万种不同形态和功能的陆地植物。陆地植物一般特指有胚植物(embryophytes),包括苔藓植物(bryophytes)、蕨类植物(pteridophytes)、种子植物(spermatophytes)和被子植物(angiosperms)等[1],是支撑起陆地生态系统的关键部分。据目前已有的证据推测,如此多样化的陆地植物主要形成于一个被称为陆地化(terrestrialization)的重要进化事件[2-3],即陆地植物的藻类祖先从水生到陆生的逐步演化,最终在不同的陆地生境中生存繁殖并长期适应下来。植物祖先陆地化事件发生在5~6亿年前,是一个漫长而复杂的演化过程。在潮起潮落、沧海桑田的跌宕变迁中,一些地理生境出现周期性干涸现象,形成小水坑、河床、近海泥沼等,陆地植物的藻类祖先和它们的后代也逐渐具备了适应土壤干旱、强紫外线等恶劣环境的能力,最终形成我们今天看到的丰富多样的陆地植物群落[4]。植物祖先的陆地化事件改变了整个陆地生态系统,为包括人类在内的高等陆地生物的出现赋予了可能性,并提供氧气和食物等动物生存和发展所必需的基础[5-6]。

水生和陆生是两种截然不同的生态环境。从水生到陆生的转变,植物需要经历一系列剧烈的环境适应性挑战,如光吸收方式(包括承受更强的紫外线辐射)和CO2固定效率、更快速的温度变化以及土地基质(诸如pH值、盐度和营养成分)的变化。……

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