世界上充斥著各種各樣的花朵,這些花朵大多數都有著絢麗的色彩,也因此受到關注,成為觀賞植物中的一大看點。 花是被子植物的特徵,同時被子植物能在現代如此成功的遍佈全球,就是得益於花的出現,其中蟲媒花為了吸引昆蟲前來採蜜並授粉,演化出豐富的色彩才形成現在多樣的色彩。 目前已知最早的被子植物化石來自侏羅紀,目前科學家普遍認為,被子植物在白堊紀時期開始多樣化,並成為優勢類群,比如年代屬於白堊紀早期的中國遼寧省義縣層(Yixian Formation)此前就發現了不少花化石,不過這些花化石與現代常見的蟲媒花不同,它們沒有花瓣自然也沒有絢麗的色彩展示,這樣的化石紀錄表明了,早期被子植物的繁殖策略與現存大部分被子植物的繁殖策略不同。
2022 年,研究人員描述了一副出土於義縣層的花蕾化石,並將其命名為凌源古蕾(Archaebuda lingyuanensis),然而凌源古蕾指保存了外部形態並沒有內部結構,所以其是否真的屬於花蕾依然有疑慮,直到 2024 年研究人員再度描述了一副義縣層的花蕾化石,經過分析證明該化石與凌源古蕾同樣屬於古蕾屬,也因此該標本被描述為古蕾屬的第二個物種,白堊紀古蕾(Archaebuda cretaceae),白堊紀古蕾,除了保留有花梗與花瓣以外,最重要的是其還保留了雌蕊跟可能的雄蕊,所以該物種的描述證實白堊紀早期的義縣層確實存在具有花瓣的花朵,其花蕾部分長度為 2 公分,如果完全綻放則花朵可能會變得更大。
在過去白堊紀早期一直沒發現大型花朵的相關化石,加上早期花朵與現代花朵的差異巨大,因此科學家認為現代的花朵可能演化自同時期無花瓣的裸花,或者更晚期出現的微型花朵,其直徑只有 0.5 至 5 毫米左右,白堊紀古蕾這類大型花的發現,則顯示出原先的論點可能並不可靠,關於現代花的起源為何,還需要更多進一步的研究去釐清,尤其現在已經證實白堊紀早期存在大型花了,所以研究人員認為,接下來要更關注侏羅紀時期的被子植物化石。 目前學界只找到三例真正可確認的花苞化石,除了上文提到古蕾屬的兩個物種以外,還有一種是發現於內蒙古侏羅紀時期地層的侏羅花蕾(Florigerminis),其除了有花蕾以外還包含帶葉枝條和果實,清楚呈現出不同發育階段的植物器官,是化石中極罕見的情況。與侏羅紀的侏羅花蕾相比,白堊紀早期的古蕾體型大得多,侏羅花蕾的花蕾只有 3.8 × 3.3 毫米,而古蕾的花蕾則有 20 × 9 毫米,甚至侏羅花蕾的果實也比不上古蕾的大小。如此巨大的差異顯然不是因為發育階段不同造成的,而是古蕾的花本來就更大、更醒目。雖然目前並無法確認古蕾的花瓣是否鮮豔,但大型花瓣在現生被子植物中常與昆蟲授粉有關,這可能代表在白堊紀早期的生態中,花與昆蟲之間的互利關係,可能已經開始形成,甚至可能比現有化石紀錄能看見的還要更早。 過去研究常強調包覆胚珠,是被子植物的獨特特徵,但花萼、花瓣或花冠等真正的功能卻往往被忽略。實際上花朵內的雄蕊與雌蕊都是脆弱且高度活躍的構造,非常容易成為昆蟲或其他動物覓食的目標,因此花瓣所形成的保護層,不只具有展示用途,同時也具有保護生殖器官的功用。這種雙重功能在被子植物的演化中提供了明顯優勢,未來若能發現更多化石,或許能更了解花瓣在早期被子植物演化中具有何種意義。 過去的研究中,很少提到花蕾的化石,這主要可能是花蕾本身不容易被保存下來,不過這種情況可能也跟古植物學傳統的研究方法導致的偏差有關,隨著挖掘工作增加,以及新技術的引入,現在將更有可能從沉積物中找到被埋藏的化石花朵。這些技術的發展,將會大幅提升學界對化石花朵、甚至整個被子植物演化的理解。 但同時也要注意,某些技術如果產生了大量資料,可能會不知不覺的影響、甚至誤導研究人員的觀點,就像上文所提到的偏差問題。因此在古植物學研究中,最好能運用多種不同的方法,使其彼此校正,以維持全面且平衡的認知。 最後在同一地層發現兩種古蕾屬物種,顯示出白堊紀早期的被子植物其實已經擁有大型花朵,再加上同地層中也存在無花瓣的花,這都說明早在 1.25 億年前,被子植物與花朵的形態多樣性就已經比我們原本認知的還要更加廣闊。 大型、具有顯眼花瓣的花朵,很可能促進了某些早期被子植物的擴散,並暗示這些被子植物在當時已經開始與動物尤其是昆蟲建立生態互動關係。未來如果能找到更多花蕾和其他被子植物的化石,將有助於了解早期被子植物演化的真相。
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CC BY 4.0 (作者:白稜) 參考資料: Huang, W., Wang, X. (2024). Flower Buds Confirmed in the Early Cretaceous of China. Biology.
























