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辽西古代松科球果揭谜
杨健 李昱 李承森
图一 松属生殖器官
A.小孢子叶球 B.小孢子叶和两个花粉囊 C.花粉 D.大孢子
叶球 E.珠鳞和两个胚珠 F.球果 G.种鳞和两个种子
在中国文化历史上 , 松竹梅古来就有岁寒三友之
美称 。它们三位在冰天雪地之中 , 青松傲雪 、翠竹刚
健 、红梅报春 , 绘成一幅寒冬将去 , 新春要来的泼墨山
水画 ,表达了真挚的友谊和预示着岁月的周转 。
然而 ,在植物演化的历史上 ,松梅竹至少是上下三
代的关系 。松属于裸子植物的松科 ,繁盛于中生代 ,与
其它裸子植物构成当时地球上森林的主体 。梅属于被
子植物的双子叶纲的蔷薇科 , 竹则属于被子植物的单
子叶纲的禾本科 。国际上公认的被子植物起源的时间
是在早白垩世 ,最早的被子植物以双子叶植物为主 ,单
子叶植物的禾本科在地球上的出现还要晚 , 大约在新
生代的晚期 。因此 ,在地球演化的长时间尺度上 ,松是
老爷爷辈 ,梅是儿子辈 ,竹就是孙子辈 。故岁寒三友松
竹梅应该是忘年之交 。
松科植物多为高大乔木 , 终年常绿 。叶条形或针
形 , 在长枝上螺旋排列 , 在短枝上簇生;针形叶常二针
至五针聚集成束生长在短枝顶端 。孢子叶球分为大小
孢子叶球 , 同生在一棵树上。雄性的小孢子叶球具有
螺旋着生的小孢子叶 , 每片小孢子叶背面着生的两个
小孢子囊 , 囊内充满小孢子。松科内多数属的小孢子
具有气囊 , 气囊可以帮助小孢子乘风飘去 , 随着气流 ,
小孢子能够长途旅游 , 寻找它的情人 。雌性的大孢子
叶球由螺旋排列的珠鳞和苞鳞构成 。珠鳞在内 , 苞鳞
在外 ,每片珠鳞的腹面生长两枚倒生的胚珠 ,而珠鳞的
背面与苞鳞分离 , 仅在珠鳞和苞鳞的基部互相融合 。
当小孢子到达胚珠 ,经过有性生殖 ,精子和卵子结合产
生新一代———种子 。成熟的球果直立或下垂 ,成熟的种
子通常具有种翅 ,因此种子可以随风传播 ,寻找新的家
园(图 1)。
自中生代以来的两亿多年的沧桑变化之中 , 松科
研究进展
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植物饱经风霜 。君不见千年古刹和万年古墓大多被苍
松翠柏所环绕 , 风景胜地和深山峭壁为婀娜多姿的古
松所添彩 。即使在当今的被子植物时代 , 松科植物依
旧在山地森林中占有重要位置 。
松科植物营养器官———叶和枝的化石在我国中生
代的地层里已有大量发现 。但是 , 松科植物生殖器官
———孢子叶球却少有发现 。自上个世纪九十年代中期
以来 , 硅化的松科球果就在辽宁省西部早白垩世沙海
组的地层中不断被发现。加上最近盘锦市古生物博物
馆馆长李跃卓赠送的标本(封底), 可供我们进行科学
研究的珍贵标本不下 10来块 。
硅化球果是球果形成化石的过程中被硅质所交代
而致 。球果基本保持生活时的形态 ,但略有压扁 。经过
大自然风吹雨淋的鬼斧神工 , 呈现在我们面前的硅化
球果栩栩如生 ,一片片种鳞螺旋排列 ,甚至一粒粒白色
硅化种子跃然而出(封底)。
对硅化球果的研究首先要对球果用树脂进行包埋
和切片 。在不同方向的切片上研究种子 、种鳞和苞鳞
的特征以及相互关系 , 研究球果轴的解剖学特征 。这
些球果属于松型球果属 (Pityostrobus)。进一步通过维
管束和树脂道在球果轴 、种鳞和苞鳞的分布和变化 ,我
们研究 、描述和建立若干个新种 , 其中义县松型球果
(Pityostrobus yixianensis sp.nov.)研究成果将在近期的
英国著名刊物英国《林奈植物学报》上发表 。
作者通讯处:100093 , 北京香山南辛村 20号 ,中科院植
物所)
2001年 6月 5日 , 中国科学院院长路甬祥来古脊
椎动物与古人类研究所视察 。在朱敏所长和王元青副
所长陪同下 ,路院长首先参观了电镜室 ,并对现代化手
段在古生物学中的应用表示赞许 。参观图书馆时 , 路
院长还饶有兴趣地翻看了 19世纪出版的图书 。
在标本馆 , 邓涛研究员向路院长汇报了知识创新
工程“和政项目”的进展情况 , 路院长认真听取完汇报
后仔细观察了来自和政的标本 , 并很专业地与邓涛研
究员讨论了有关的问题。王元青副所长和朱敏所长分
别向路院长介绍发现于辽西和贵州的大量珍贵化石 。
路院长对化石的走私和贩运出国问题表示了极大的关
注 。路院长对标本的收藏情况非常关心 。首先了解我
们的收藏条件是否与国外的标本馆相似 , 又亲自打开
标本柜详细查看 , 并敏锐地指出在柜底应增加保护标
本的托垫 ,每个抽屉还应安装滑轮和限制器 ,收藏设备
应该规范化和标准化 。路院长要求要进一步加强标本
馆的工作 ,使其成为一个有序的收藏 ,为科研工作提供
有效和快捷的服务 。在人类化石收藏室 , 吴新智院士
向路院长作了详细的介绍 , 路院长称赞人类化石管理
得相当好 。
接下来路院长开始到研究室参观 , 他首先来到张
弥曼院士的办公室 , 关切地询问张院士最近的研究工
作并仔细了解了张院士正在研究的标本 。在周忠和研
究员的办公室 , 路院长观看了发现于辽西的一些著名
的似鸟类恐龙 , 详细了解了这些化石与始祖鸟的关系
以及标本的采集情况 。李淳和徐星分别向路院长介绍
了更多来自贵州和辽西的珍贵标本后 。路院长在学术
茶座审视了所的园区规划图 , 认真浏览了我所近年来
在《Nature》(《自然》)和《Scicence》(《科学》)上发表的大
量论文 ,对每周的学术例会表示赞许 。路院长提出 ,研
究所的人员不能多 ,要精益求精 ,素质好是最重要的 。
路院长还对在中国建立国家自然历史博物馆表示支
持 。
路院长又来到修理室 , 他认真地观看了正在修理
的标本 , 还对修理室的工作环境改造设计提出了许多
具体的意见 , 特别要求注意实用而有效的问题 。在旧
石器实验室 ,路院长看到许多著名地点的石器标本 ,如
安徽繁昌和广西百色的材料 , 听完高星和刘武研究员
的介绍之后 ,路院长称赞实验室管理的很好 。
在有了一个感性认识之后 , 路院长与我所的主要
研究人员进行了座谈 。朱敏所长首先向路院长全面介
绍了所的改革历程和近年来取得的巨大成果 , 张弥曼
院士和吴新智院士也发表了自己的体会 , 特别提到了
青年人才成长以及周口店遗址的保护问题 。
路院长最后发表了热情洋溢的长篇讲话 。他首先
肯定了我所在科学研究中所取得了许多新进展 , 受到
国际上的广泛重视 。他高兴的看到一支年轻的研究队
伍已经形成 ,古生物研究又处在一个繁荣的时期 ,这是
中国古脊椎动物与古人类研究的未来 。路院长强调了
古生物研究在国家知识创新体系中的重要地位 。他谈
到在中国进行古生物研究得天独厚的条件和优良的传
统 ,改革开放带来的良好国际合作环境 ,以及现代先进
的技术支撑手段 。他高兴地看到古脊椎动物与古人类
研究所已顺利地进入知识创新工程的试点工作 。路院
长还承诺科学院将进一步加大对古生物研究的投入和
支持 , 他希望全所研究人员继续深入地开展有更高水
平的基础性和前瞻性研究工作 , 在古脊椎动物和古人
类研究方面取得更加重大的成果 。
最后 , 路院长希望古脊椎动物与古人类研究所成
为科学院三十个国际著名的研究所之一 , 也希望通过
努力争取实现成为少数三到五个国际上一流的研究
所 。(张永红)
中国科学院路甬祥院长视察古脊椎动物与古人类研究所