山西发现距今约2.51亿年前晚二叠世种子蕨一新种——保德鳞羊齿

2012年《科学通报》24期中文版封面(左)和新种保德鳞羊齿的复原(右)， (a)和(b)分别示该种一枚末次羽片的正面和背面。

近来, 在中国山西保德白家沟孙家沟组的岩层中, 令人惊奇地发现了距今约2.51亿年前的晚二叠世神秘的种子蕨一个新种, 保德鳞羊齿(Lepidopteris baodensis sp. nov)。该种的发现刷新了鳞羊齿属在我国地质分布的认识, 推动了我国晚古生代植物的分类研究。

自1869年法国古植物学家辛伯(Schimper)建立鳞羊齿属以来, 其泡肿突起完整表皮构造一直是未解之谜。令人振奋的是, 该项研究不仅发现末次羽轴和中脉的背面存在泡肿突起，而且竟然发现侧脉的背面同样存在泡肿突起。与此同时, 研究发现了独特的鳞羊齿各级泡肿突起的完整表皮构造，该植物的末次羽轴泡肿突起的表皮由多群及纵列的普通表皮细胞和气孔器组成，每一群普通表皮细胞和气孔器围绕同一中心排列，中脉泡肿突起的表皮仅由3–4群围绕同一中心排列的普通表皮细胞和气孔器构成，侧脉泡肿突起的表皮由普通表皮细胞和气孔器围绕同一中心排列而成，由于上表皮无泡肿突起，而下表皮具泡肿突起，因此上、下表皮构造差异十分显著，这种情况在植物中是罕见的。

该项研究成果由沈阳师范大学古生物学院副教授张宜博士、沈阳师范大学古生物学院兼职教授郑少林先生和俄罗斯科学院地质研究所教授Naugolnykh Serge V博士共同参与完成。中文版和英文版作为封面文章分别发表在2012年《科学通报》24期和Chinese Science Bulletin 27期上。

著名古生物与地层学家, 中国科学院南京地质古生物所戎嘉余院士和方宗杰教授在2004年《生物大灭绝与复苏》一书中指出，晚二叠世到三叠纪, 距今约2.6亿年到2亿年, 全球经历了一次大灭绝与复苏。二叠纪末, 全球气候干旱炎热, 大灭绝不仅重创海洋, 而且几乎摧毁了陆地和海洋所有的生态系统。陆地上，经过环境大灾难后, 以鳞木、科达等为代表的晚古生代成煤植物群灭绝了, 原先鼎盛的位于赤道附近的欧美植物群和华夏植物群、位于南北温带的冈瓦纳植物群和安加拉植物群灭绝了。原先的植被大量消亡, 以肋木为代表的植物灾后泛滥, 直到晚三叠世, 成煤植物群在全球范围内才得以较大规模地恢复。

尽管晚二叠世全球陆地和海洋生态系统经历了这场地质史上最大的劫难, 但令人惊奇的是种子蕨鳞羊齿却悄然成为当时残存的陆地生态系统不可忽视的重要成员, 并延续到晚三叠世。因此，鳞羊齿研究对认识晚二叠世到三叠纪大灭绝与复苏有极为重要的作用。

鳞羊齿有何奇妙生存策略来渡过严酷的生存环境的考验呢？研究者认为这可能与鳞羊齿植物所独具的泡肿突起有关，鳞羊齿表皮构造研究表明, 该植物羽片下面 (背面) 的末次羽轴、中脉及侧脉上布满泡肿突起，而末次羽轴、中脉及侧脉均与输导组织有关。这种鼓起的特殊结构可能就是一个个小型储水站，在水分供应较充分时候, 这种贮水组织就会储蓄宝贵的水分；在水份不足的时候, 则向植物体供应水分。这种奇妙的生存策略, 如同水利灌溉系统。依赖这种生存策略就能让这种原本需要大量水分的种子蕨在晚二叠世干旱炎热环境中生存和发展，当然泡肿突起还可能有其它功能。

尽管鳞羊齿属是晚二叠世欧美植物群代表成分之一, 但长期以来奥托鳞羊齿(L.ottonis) 在中国一直被认为是晚三叠世的标准化石, 因而忽略了这一地质史极为重要的属在中国上二叠统中分布问题的研究，鳞羊齿属新种的发现不仅扩展了鳞羊齿属的生物学和分类学知识, 证实了该属存在于中国上二叠统, 而且拓展了对欧美植物群和华夏植物群在古气候、古环境和古地理关系上的认识。

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