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最古老的花 破解讨厌之谜(组图)http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2004-07-12
十几年前，孙革教授带领着课题组，在中国东北 吉林省的大拉子找到了几块化石。 在一般人眼里，它们普通平常，甚至有些难看，但就是这几块化石，让孙革走进了一个百年之谜。在古植物学界，一场飓风，将由此而起。 这是一个单调，却也充满生机的世界。它存在于一亿五千多万年前，在那里， 有生命，却没有一朵花。那是史前巨兽恐龙的天下。 几千万年过去了，花朵突然出现在这个星球的各个角落。它们带来了鸟语花香，却将自己的出身，神秘的掩藏起来。人们找不到它们的祖先，更无从获知这个家族快速壮大的线索。 一百多年前，查理-达尔文，向整个人类揭示了生命的进化历程。然而谁会想到，在他年过六旬以后，竟会因为小小的花朵而产生无尽的烦恼。 他发现，从当时已经找到的化石来看，在距离我们1.1亿年左右的史前时代，花朵已经遍布世界。但如果再往前追溯，这些会开花的植物，就神秘的失踪了。如果找不到它们演化的证据，这将完全违背达尔文自己提出的 关于物种逐渐进化的观点。 他给朋友写了一封信，把这个无法解释的现象称为“讨厌之谜”。几年以后，这个生物进化论的开创者去世了。他把“讨厌之谜”和无数辉煌的成就一起，留给了后世。 如果生命是逐渐进化的，就必定有更早，更原始的花，但，它们在那里呢？ 在吉林大拉子发现的化石，已经有了结果：那些化石上的叶子，属于有花植物，它们生存的年代，距今大约1亿1千万年！ 1.1亿，这是一个相当敏感的数字， 因为它直接指向“讨厌之谜”。 这一天，孙革比以往上班来的更早。从大拉子回来以后，一连几天，他都睡的很少。有一个兴奋的想法一直占据着他的头脑。 还在学生时代，孙革就已经熟知达尔文留给后人的这个百年不解之谜，但他还是没有想到，一次普通的课题调查，竟会让他一下子触摸到了这个谜团的边缘。 一个大胆的决定诞生了，他要深入这个谜团，找到那朵第一个盛开在这个世界上的花！ 中国东北，以盛产化石而闻名世界，因此，研究队伍决定把发掘的范围从吉林扩大到东北三省。他们的下一站是黑龙江省鸡西。 从地图上看，队伍的行进路线是一条很短的斜线，但在这条搜索线上，却耗费了课题组整整4年的时间。 在大洋另一端一个不太大的实验室里，一个美国人也整天在显微镜下寻找着什么。 多年来，布莱纳教授从世界各地收集了许多有花植物的化石标本，其中，一株从以色列带回的花粉化石引起了他极大的关注。通过分析，他认为这株有花植物生存的年代，距今有1亿3千万年。 许多人都在为那朵最早的花辛苦奔波，但世界上没有任何相关的发现，比布莱纳的发现更早。他比孙革等人在大拉子找到的化石标本早了两千万年。 转眼已经是1990年的夏天，自从孙革和课题组决定向讨厌之谜挑战以来，4年过去了，4年中，几乎没有任何进展。 这一天，课题组再次来到鸡西。在采掘现场刚有点收获，天，却忽然下起了大雨。人们只好等待雨停，并且，整理着刚刚采集到的各种植物化石。如果没有植物制造出充足的氧气，今天的地球也许仍是一个荒芜而死寂的世界。 植物以顽强的毅力走出海洋，登上陆地，然而低下的繁殖能力却使它们每前进一小步，都付之以惨重的代价。 起初，植物赤裸着的种子，这直接威胁着后代的安全。渐渐的，它们学会了开花和结果，果实象被子一样，给予种子完美的保护。被子植物应运而生。先进的繁殖方式使他们迅速的占领了地球，最终，为动物和人类创造出了一个适合生存的家园。 花朵的出现标志着被子植物的诞生，然而恰恰是这关键的一环，消失在了广袤的地层深处。 孙革和课题组的最终目标，就是找到这关键的第一朵花。 人们怀着急切的心情盼望着雨停。几个小时以后，太阳终于出来了，岩层剖面也被雨水冲刷得一清二楚。这一天剩下的时间已经不多，人们拿起工具迅速回到了采掘地点。孙革留下几个人在原地继续采集，自己带领着其他人准备开辟希望更大的采掘点。 还没走出多远，一声大喊从背后传来。 喊声来自郑少林教授，他是孙革多年的合作伙伴。 孙革接过了化石。所有在场的人，都等待着他的鉴定结果。 时间渐渐过去。 终于，孙革的脸上露出一丝喜悦：这是一个在世界范围内，还从未发现过的被子植物新种！
采访：郑少林： “大家就传着看，你传我我传你，天色都看到很晚了，大家还都兴致勃勃的，没有入睡的感觉，老孙说，就这样，肯定是被子植物，没问题的，明天咱们大干一场，大家好好休息，就这样呢，我们第二天、第三天、第四天(又上去)，所以我们这个化石的采集越来越多、数量越来越多，质量越来越好。” 人们沿着新发现的线索开始了大范围的开采。 课题组似乎已经看到那座封闭着“讨厌之谜”的大门近在眼前，他们开始用地质锤敲门了。在短短一个星期里，人们竟接二连三的敲打出了80多块标本。而其中，有相当一部分，是早期被子植物的化石标本。 各国学者蜂拥而至。有花植物的祖先在整个地球上踪迹难寻，相比之下，鸡西古植物化石群的出土，震惊了世界。 采访孙革： 这个被子植物化石，应该说是当时，我们国家最丰富的，早期被子植物化石群。 孙革和课题组带着前所未有的发掘成果，回到南京。 那些化石会有多么古老？在其中，有没有破解那个谜团的钥匙呢？一切，都等待着进一步的研究。 在很长一段时间里，孙革和同士们的工作，就是仔细的清理这些化石。 古生物化石的沉积方式有时令人吃惊，它们像书页一样叠压在石板上，每掀开一页，都可能有新的标本。因此，清理化石，必须小心翼翼。 孙革正在修整一块化石，忽然，掉落的岩片暴露出一个生命的痕迹。 这是一个麦穗状的花序。 它只有1.4厘米长，但上面的一些信息却立刻引起了孙革的注意。三天过去了，在这株不到一节手指长的花序化石上，孙革分析出了13粒花粉。 正是花粉帮助孙革得出判断：这块化石的地层年龄有1.3亿岁！它比4年前 在吉林大拉子 发现的那些古植物化石 早了0.2亿年，这意味着，中国有花植物的家谱将因此向前推进两千万年。 兴奋之中，孙革将其命名为：“星学花序”。 这和布莱纳在以色列发现的那块花粉化石属于同一个地质年代。那么，到底那一个，才是世界上已知最古老的花呢？ 由于缺少足够的资料，两者一直没有进行比较。 不久之后，一位名叫Dilcher的古植物学界权威，从美国来到了中国南京。在一次学术会议上，他向人们讲述了一件出乎意料的事情。 “请允许我来简单的说几句：孙革寄给我这个花粉的电镜照片，这时正赶上布莱纳来我的实验室访问，我将照片给他看，他十分激动，说这与我在以色列发现的被子植物花粉是一样的。” 采访孙革： 这件事使他(布莱纳)非常振奋，他认为竟然在中国的东北，也找到了和以色列相同的早期被子植物花粉，似乎在某一个方面，能够进一步证明他自己的理论，所以他自己非常高兴。 原来，布莱纳发现的那株1亿万年前的花，拥有的，竟是和“星学花序”同样的花粉！ 长期以来，人们以为：这朵花中的“先行者”，只是孤独寂寞的停留在亚洲西端的以色列地区，而此刻，这块安静地躺在显微镜下的化石标本，却向整个世界宣布：1亿3千万年前，在亚洲大陆的两端，同一种植物正绽放着同样美丽的花朵。它们并列成为当时世界上已知最早的花。 人们禁不住要为这样一个浪漫的巧合赞叹不已。 然而孙革却隐约感到，就在这个巧合中，隐藏着一个巨大的疑问。 在古老的亚洲大陆上，鸡西和以色列一东一西，相隔数千公里，如果同一种花能在这两地同时出现，那么在此以前，它必定已经经历一个漫长的传播过程，孙革和布莱纳的发现恰恰说明， “讨厌之谜”并没有找到答案，就在某一个地方，还有比“星学花序”更古老的花，没有被发现。
孙革教授走在南京古城的城墙上，他已经得出了一个推论：自己要找的 那朵世界上最古老的花，并不是“星学花序”。 这个推论可靠吗？他需要进一步验证自己的想法。 这个推测促使孙革进一步分析 从鸡西带回来的化石。 这些1.3亿年前的有花植物，叶子很小、叶脉分布也很不规则，处处显示着自己的原始和古老。然而，更仔细的区分这些古植物之后，孙革发现，和星学花序同时，已经存在着7个分类群！ 7个家族，这足以说明，它们不是花朵的最早祖先。看来，自己的推测是正确的，“讨厌之谜”另有答案！ 但是，比星学花序更远古的祖先在哪里呢？ 一时间，如何采取下一步行动 困扰着孙革和课题组。 就在这时，俄罗斯传出消息：一位名叫克拉西洛夫古植物在蒙古共和国境内发现了被子植物的化石！而这些化石沉积的地层，远比鸡西要古老！ 这个被称作“古尔万果”的标本，就是克拉西洛夫的发现，从外形上看，它很象是一个成熟的果实。 这个发现引起了各国学者的注意，“讨厌之谜”的大门，真的就这样被俄罗斯专家彻底打开了吗？ 孙革带着疑问来到了美国，从最初在大拉子发现化石起，孙革和美国专家迪尔切就开始了合作，他们携手追溯花朵的起源。迪尔切认为，古尔万果的标本仅有唯一一块，而且是植物的局部标本，仅凭这一点线索，很难确定它的归属。最终的结论，还有待证明。 然而有一点是肯定的，这些化石所处的地层确实比孙革在鸡西开采的地层古老了许多。 恰恰是这一点提醒了孙革：既然蒙古共和国是中国的邻国，那么，在中国会不会也有同样古老的地层呢？如果找到这样的地层并且有所发现，那么一切疑问，都将水落石出。 孙革的视线在中国地图上搜寻着，终于，他的目光停在了辽宁省西部地区。他知道，那里曾经出土大量的史前动、植物化石，特征上也和蒙古共和国的发现极为相似。世界上第一批绽开的花朵会不会就沉睡在那里的地层中？——辽西，成为课题组的下一个目标。
三天后，孙革率领的课题组到了辽宁省西部的北票。 世代居住在这些小山村里的人们，生活纯朴、平静，他们可能根本想象不到，就在这些自己随便用石头垒起来的围墙里，竟可能埋藏着上亿年的史前生命。古生物学家们的来访，对这些小山村来说，似乎也意味着某种转变。 村民们看着这些不时到访的客人，他们整日奔波在大大小小的山头，一晃，就是六年时间。 六年过去了，孙革和课题组已经在辽西地区收集到了600多块植物化石，然而其中却没有任何有花植物的线索。 从在吉林大拉子发现被子植物化石算起，在破解“讨厌之谜”的崎岖小路上，孙革和同事们已经摸索着行进了10年。而那朵世界上最早的花，还迟迟没有出现。 经过漫长的时光，植物进化史中才出现了花朵。它们吸引昆虫为自己传粉，又用果实保护种子，这种先进的生殖方式使有花植物迅速壮大，最终成为与动物和人类最密切的植物类群。它们伴随着哺乳动物和人类的成长。 我们的祖先，从被子植物那里获得了可供充饥的野果。而没有被子植物，也就没有农业，人类，将因此而无法生存。 重要的意义使人们更加期待着讨厌之谜的破解，而现在，这个关键的环节仍然没有任何线索。 辽西与在蒙古发现古尔万果的地层年龄如此相似，却没有找到有花植物的化石，那是不是说，古尔万果就是这个谜团的最终答案呢？
孙革一边思索着，一边叮嘱常到辽西出差的同事，留心协助收集植物的化石标本。 这一天，研究所里一位刚从辽西野外回来的年轻人带给孙革3块标本。 由于事务繁忙，孙革把它们暂时放到了抽屉里。 夜幕降临，孙革重新拿出了那几块采自辽西黄半吉沟的标本。 仔细的观察每一块拿到手中的化石，这是孙革多年形成的一种职业习惯。在拿起化石的那一刻，他并没有多想什么。 第一块，是一个蕨类化石，很漂亮，但以往在吉林见过； 第二块，是木贼化石伴生几只昆虫，这在以前的考察中，也曾经采到过类似的； 拿起第三块，孙革的手不由得停顿了一下，这是一个貌似蕨类的分叉状枝条，但却明显不同于一般的蕨类植物。 孙革的眼睛更加贴近放大镜，简直令人难以置信，在这块化石上，孙革看到了他期待以久的东西——种子！ 用放大镜观察那些呈突起状的、好像叶子的部分，的确，在主枝和侧枝上，整齐地排列着几十枚豆荚状的果实，而每枚果实中，竟包藏着两粒到4粒的种子！ 采访孙革： 为了验证它，我就拿到显微镜上，去仔细的观察，一边观察，一边在想，这样一个地层，这是辽西著名的义县组的下部，距今是一亿四千多万年，显然这是全世界最低的层位。 结果，他清清楚楚地看到，种子完全被包藏在果实之中！ 果实给种子提供了最完美的保护，这正是有花植物独具的特征！ 此时此刻，孙革已经可以肯定，这就是确凿无疑的被子植物！ 当晚，“辽宁古果”这个新的分类群就被确定了下来。 采访孙革： 当时我看完以后，我心情非常高兴，我就马上给它编了一个标本号，这个标本号是一个作纪念的标本号，前边我加了一个S，加了一个Z，S是代表我，Z代表我们的郑少林学长(教授)，他是我的亲密同事，我们一直在共同追溯早期被子植物，所以我也想让这个重要的新成果，让我们共同分享。 这株古老的植物完成了授粉，在传宗接代的使命刚刚进行到一半的时候，就遭遇了一次重大的地质事件，于是它以这样的面貌被封存了起来，跨越上亿年的漫长时光，如今，竟与经过无数代变化演进的子孙们见面了。 孙革按耐不住心中的激动，立刻打电话把这个喜讯告诉了郑少林教授。 冰天雪地的冬季一过，他们就来到了北票黄半吉沟采掘化石。 采访孙革： 科学的发现应该是有它的可重复性，而且要经过实验来证明。 采访郑少林： 一开始的时候，对它的确切的产地和层位，我们虽然知道了一些，但是范围还是比较在。 孙革和课题组在黄半吉沟一待又是几个月。 终于，新的古果标本被陆续发现了！ 采访郑少林： 那心情非常激动的，因为探索这么多年了，终于由开花到结果了，所以心情是非常激动的，非常高兴的。 紧接着，人们开始了仔细的对比和研究。 除了古果之外，人们在辽西还找到了另一些裸子植物的化石，就在这些化石上，发现了俄罗斯专家所说的“古尔万果”！经过讨论，各国专家得出统一的看法，在蒙古国境内发现的古尔万果，并非有花植物。 “辽宁古果”成为“迄今唯一有确切证据的、全球最早的花”。 二年后，一篇关于古果的专业论文在全球权威杂志《科学》上发表。这意味着整个世界对它的承认。 世界上最早的花到底是什么样子？又起源于何时何地？100多年前，当达尔文这样对自己轻轻发问的时候，他或许没有想到，这竟成了困惑后人一个多世纪的“讨厌之谜”。 “辽宁古果”揭开了这个谜团的面纱，然而孙革和古果的故事却远远没有结束，化石上许多的生命密码，还等待着他去破译。 采访孙革： 这朵花有雌蕊，也有雄蕊，但是它没有花瓣，也没有花萼，因此我们可以说它是一个丑陋的花。但是没有这样原始的、丑陋的花，也就没有今天这些美丽的花。(新浪)
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