中国发现约3.7亿年前的最古老挺水植物
中新网北京5月20日电 (记者 孙自法)维管植物的水生习性起源是学界长期关注的重要科学问题之一。中国科研合作团队最近在安徽一处约3.7亿年前晚泥盆世的地层中，发现已有楔叶类植物演化出挺水型的生活方式，由此将该类植物挺水习性的起源时间提前了约1亿年。
这项古植物学领域迄今所知最古老挺水植物的重要发现和研究，由中国矿业大学(北京)、北京大学和中山大学、中国科学院南京地质古生物研究所、临沂大学、安徽地质博物馆等同行学者合作完成，相关成果论文近日在国际专业学术期刊《当代生物学》(Current Biology)发表。
这次研究发现的目前已知最早的挺水植物——三叉穗的化石标本。研究团队 供图论文第一作者、中国矿业大学(北京)刘乐副教授介绍说，挺水植物的植株下部沉在水中，而上部茎叶伸出水面。陆地植物起源于水生藻类，但其中一部分在演化过程中重新适应了水域环境，逐渐演变为水生植物。
本项研究中，科研团队通过深入研究发现于安徽省晚泥盆世地层的楔叶类植物三叉穗(Eviostachya)的化石，揭示其具备的挺水生活习性，为陆地植物重返水域环境提供了珍贵的直接证据。
这次研究依托百余件保存精良的三叉穗标本，涵盖直立茎干、细长分枝、叶片、匍匐枝及根系等部分，较完整展示出植物的整体形态。结果表明，三叉穗具有典型的挺水植物特征，植株下部沉于水中，发育出适应水生环境的细丝状水生根；而上部则直立于水面之上，展开叶片进行光合作用。这种“半身入水”的生长策略是一种关键的生态适应，使植物能够同时获取水体中的养分和空气中的二氧化碳，并充分接受阳光照射。
与一些更早期的半水生植物相比，三叉穗在植物体不同部位表现出明显的形态与功能分化，这是挺水植物适应性演化的重要特征。在体型较小、器官分化较弱的早期维管植物中，这种结构分工尚属罕见。三叉穗展现了维管植物对水域环境进行空间分化适应的能力，其体型与结构支持了长期而稳定的挺水生活方式，而非仅依赖水位涨落实现间歇性出露或浸没。
此外，三叉穗的茎枝细弱、缺乏机械组织，可能依赖水的浮力和邻近植物支撑以维持直立。其叶缘发育的“水孔”结构有助于水分的排出与调节。这些特征与现生湿地植物的生理机能相似，反映出其对潮湿的长期或周期性水淹环境的适应能力。
这次研究发现的三叉穗化石的景观复原图。研究团队 供图论文通讯作者、北京大学王德明教授表示，作为目前已知最早具有确凿挺水特征的维管植物，三叉穗将楔叶类中挺水习性的化石记录提前了约1亿年，标志着陆地植物“重返水域”的适应性演化在更早的地质时期已然开始。(完)