云南镇沅窄叶竹化石
王力供图本报讯记者从中科院西双版纳热带植物园了解到,该园博士后王力在导师周浙昆研究员的指导下,与合作者在云南镇沅县哀牢山西坡发现了大量保存良好的竹子叶片和竹竿化石。这些化石标本产自距今15.97~11.61百万年前的中中新统地层。研究成果已在线发表于《古植物学与孢粉学评论》。据悉,竹亚科为禾本科最大的亚科之一,目前包括115个属和1439个已描述的种。分子生物学证据表明,竹亚科可划分为三个族:温带木本竹子、热带木本竹子和草本竹子。我国云南具有复杂的地形地貌和极其多样化的气候类型,在地质历史时期曾是多个植物区系成分的交融之地。云南的竹子属种和生态类型非常丰富,既有温带类群,如无量山箭竹;也有热带类群,如版纳甜龙竹,是世界上除南美洲之外的另一个竹子多样性中心。根据发现化石的假叶柄形态、叶片宽度、侧脉条数、竿环和箨环的形态等宏观和微观特征,我们描述了化石竹亚科两个属和四个新种:窄叶竹、宽叶竹、粗竿竹和细竿竹,其中宽叶竹中还保存了营养叶和茎生叶。王力说,该发现提供了我国最早的竹子化石证据,说明竹亚科在我国已经演化了较长的地质时期,在云南的分化时间不晚于中新世中期。业内专家表示,由于云南是世界竹子的生物多样性中心之一,这些化石的发现为竹子的生物地理学提供了重要的信息。同时,此次镇沅县保存的大量竹亚科化石表明,一个多样化的竹林或林下竹子层片在云南的中中新世时已经形成。在该植物群中,与竹子伴生的植物还包括樟科、水杉属和八角枫属等常绿或落叶乔木。科研人员推测这种含有竹子的常绿落叶针阔混交林可能为大熊猫祖先在云南的生存演化提供了适宜环境。《中国科学报》
(2013-07-24 第4版 综合)

温带木本竹子分支是亚高山寒温带针叶林的重要成分,包括了我国最重要的经济竹种——毛竹,也包括了大熊猫在其自然栖息地取食的全部竹种,特别是箭竹类。这一重要的竹子家族于何时何地起源、演化,又如何形成现今的东亚—北美、以及东亚—南亚—非洲间断分布格局?这些问题一直存在争论:亚洲起源假说或亚洲外起源假说。最近,中国科学院昆明植物研究所研究员李德铢和郭振华领导的研究团队通过国际合作,基于广泛取样、多个叶绿体片段的数据和化石证据开展了温带木本竹子的分子生物地理学研究,深入探讨了该类群的地理起源与演化。

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该研究团体通过选取涵盖青篱竹族全部12个分支及其现代分布区的28属75种79个个体,以及热带木本竹子分支6个亚族24属45种46个个体和草本分支2个亚族5属5种5个个体,测定了每个个体6个叶绿体DNA片段的数据,据此开展系统发育生物地理学分析。结果支持竹亚科内部三个族为很好的单系;在青篱竹族12个分支中,第XI分支
(贵州悬竹Ampelocalamus calcareus) 最早分化;紧接着出现两大支,一支包含IV
(Shibataea clade)、VI (Arundinaria clade) 和VIII (Indocalamus
wilsonii)三个分支,另一支由其余8个分支 (I、II、III、V、VII、IX、X、XII)
构成。首次发现第XII分支(即斯里兰卡分支Kuruna)与东亚的第III分支
(Chimonocalamus clade) 为姐妹群。非洲两个支系I (Bergbambos) 和II
(African alpine bamboos) 不聚为单系,分别与东亚的类群近缘。

来源:文汇报 2019-10-6

通过化石校正和分子钟分析显示,竹亚科在晚始新世 (约43-47 Myr)
开始分化。青篱竹族是很年轻的一个族,最初在中新世中期 (约13-14
Myr)开始分化,随后在中新世晚期
发生了快速辐射,在大约4百万年内产生了11个主要支系
(特别是包括了毛竹和箭竹类在内的IV、V和VI等分支)。古气候研究学者均认为东亚季风在晚中新世发生过显著增强,该一事件很可能促使了青篱竹族在东亚地区的快速多样化。进一步的祖先分布区重建表明,青篱竹族的最近的祖先分布在东亚地区,中国特有的贵州悬竹
是青篱竹族的基部类群。该研究排除了斯里兰卡和非洲温带竹子位于基部的假设,支持青篱竹族的亚洲起源假说(Asian
hypothesis)。研究表明,在上新世至少发生过两次亚洲到非洲的扩散事件,是青篱竹族亚洲和非洲间断分布形成的可能过程;上新世早期,从东亚经白令陆桥迁移到北美,导致青篱竹族东亚和北美间断分布格局的形成。

作者:邓涛

该研究对于深入探讨气候变化对植物多样性的影响和温带木本竹子的时空多样化格局具有重要意义。该研究得到了国家重大科学研究计划项目
(2014CB954100)和国家自然科学基金项目 (31430011、31170204)
的支持。研究结果以Multi-locus plastid phylogenetic biogeography
supports the Asian hypothesis of the temperate woody bamboos (Poaceae:
Bambusoideae)
为题发表于进化生物学期刊Molecular Phylogenetics and
Evolution

▲高原中部古近纪末生态系统复原图,为热带、亚热带低地暖湿的生态体系。图中有①张氏春霖鱼;②西藏始攀鲈;③④鲤科鱼类新类型;⑤鸟类、猛禽和鹃类;⑥伦坡拉大蝽黾;⑦伦坡拉栾树;⑧西藏似沙巴棕;⑨大果臭椿;⑩长梗似浮萍叶等中古生物。

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雄伟的地貌总是给人类以景仰甚至敬畏的强烈冲击。青藏高原是地球上最年轻和最高的高原,其高度占据对流层的三分之一,对大气环流和气候有着巨大的动力和热力效应,自然成为大众和科学家关注的焦点。

青藏高原如何形成?它何时达到现在的高度?对气候环境和生态系统产生了怎样的影响?许许多多的问题让一代又一代的科学家孜孜以求,一个又一个的谜团也逐渐被破解。

青藏高原在地质历史时期经历了复杂而大规模的气候环境变化,这些变化无疑影响着生物的分布和演化:可能促进本地区生物多样性的发展,也可能引起生物的灭绝。青藏高原的形成过程,不仅对塑造本地区的现代生物多样性具有决定性的影响,而且对促进起源于高原的许多物种,甚至现代广布类群的祖先的洲际扩散起过重要的作用。

因此,科学家们很早就开始通过研究保存在青藏高原和周边地区地层中的化石,来恢复生物在高原形成和隆升背景下的演化脉络。同时,这些研究结果也为判断和刻画地质构造运动的机制与历程,提供了独立证据和交叉检验的证据。

遵循严格的科学原则,并依靠不断发展提高的技术手段,我们在过去近20年的科考中,发现了大量的古生物化石证据,结合过去的科学发现,现在我们已可认清青藏高原演化的历史。

青藏高原今天所处的地区,在中生代时期还是一片汪洋大海,生活着以菊石、鲨鱼、鱼龙等为代表的海洋生物。随着印度板块向北漂移并在新生代初期与欧亚大陆发生碰撞,青藏高原开始形成。这也是近5亿年来地球历史上发生的最重要的造山事件。

我们发现,以攀鲈和棕榈为代表的热带-亚热带动植物化石证据指示,青藏高原腹地在距今2600万年前仍然为温暖湿润的低地,当时由印度洋而来的暖湿气流至少可以深入到西藏北部地区。青藏高原在中新世持续隆升,至上新世达到现代高度,形成冰冻圈环境。披毛犀、雪豹、北极狐和盘羊等动物的祖先化石显示,适应严寒环境的第四纪冰期动物群起源于青藏高原。

青藏高原何时从热带、亚热带生物群落向现代的高山生态系统转变?科考发现的大量化石证据揭示,这一重大的转折发生在2300万年前的渐新世与中新世之交。在青藏高原腹地找到的鱼类化石显示,生活于低海拔温暖环境的鱼类在渐新世末期消失,中新世初期已开始出现青藏高原特有的裂腹鱼类,热带植物也被适应温凉气候的草木所取代。

生物所反映的气候环境变化必须要得到地质证据的支持,才能成为令人信服的结论。而一系列独立的研究显示,渐新世、中新世之交是青藏高原构造演化的一个关键时期,高原中部在中新世初期隆升到接近3000米高度所产生的降温效应,正是造成生态系统重大转折的动因。

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作者:吴飞翔

▲上新世西藏阿里地区札达动物群生态复原图

几乎伴随着大批恐龙的灭绝,6500万年前,在特提斯洋里“漂”了近1亿年的印度次大陆终于“靠岸”,与欧亚大陆碰在了一起。

这次碰撞是5亿年以来地球历史上最重要的一次造山事件。这一碰,碰出一个青藏高原,也碰出了华夏大地“三级阶梯”的地理格局,甚至还导致了与中华文明起源息息相关的东亚季风的形成。

青藏高原是无数地质学家心驰神往的“天堂”,它为人们认识高原的地质历史留下了丰富多样的线索。然而,辽阔空旷的地域、高寒缺氧的环境、技术条件的限制,使得在青藏高原寻找化石的难度极大。在21世纪之前,人们对那里的生物演化历史一直不甚明了。

近20年来,中国科学院高原古生物科考队,对青藏高原进行了系统、深入的考察研究,大量存封于岩层千百万年的化石重见天光,高原地质和生命的历史画卷日趋明朗。

海陆易势,攀鲈西征

去东南亚旅行,如果雨后在田间散步,或许能看到一些小鱼在路上鳃盖大开,左右扭摆,神气活现地“行走”,这种鱼叫做“攀鲈”。

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