科学家发现3.6亿年前的带翅植物种子

产自安徽省宣城市新杭镇箭穿村的有翅种子化石 Alasemenia。 图片来源：Deming Wang

植物种子的风力传播是一种自然机制，可使植物通过空气将种子传播到新的地区。 这有助于减少对资源的竞争，增加植物的生存机会。 风力传播策略的例子包括风滚草、蒲公英和牛奶草等降落伞，以及枫树等带翅膀的种子（通常称为直升机种子）。

已知最早的植物种子可追溯到晚泥盆纪。

"这一时期标志着植物进化史上的一个重要里程碑，因为它们从以孢子为基础的繁殖（如蕨类和苔藓）过渡到以种子为基础的繁殖，"领衔作者、北京大学地质学系造山带与地壳演化重点实验室教授王德明解释说。"然而，人们对这一时期种子的风力传播知之甚少，因为大多数化石缺乏翅膀，通常被保护性的壳斗包围。"

壳斗是部分包裹种子的杯状结构，很像橡子或栗子（尽管泥盆纪的壳斗与这些现代壳斗并非同源），可能与水运等其他传播方式有关。

为了更好地了解早期风力传播机制，Wang 及其同事研究了来自晚泥盆世的几种种子化石，这些化石来自安徽省宣城市新杭镇箭穿村，他们从中发现了一种新的种子化石--Alasemenia。

他们首先通过仔细分析化石样本，包括切片观察种子的内部结构，描述了 Alasemenia 的特征。 他们发现，Alasemenia 的种子长约 25-33 毫米，明显没有壳斗，这与这一时期的大多数其他种子不同。

事实上，这是已知最古老的没有壳斗的种子记录之一，比以前认为的要早 4000 万年。 每粒种子都有一层向外辐射的种皮，形成三个翼状裂片。 这些翅膀向尖端逐渐变细，并向外弯曲，形成宽阔、扁平的结构，有助于种子迎风。

研究小组随后将 Alasemenia 与泥盆纪晚期已知的其他有翼种子进行了比较： Warstenia和Guazia。 这两种植物的种子都有四个翅，瓜子的翅宽而平，疣桫椤的翅短而直。

研究人员进行了定量数学分析，以确定哪种种子的风力扩散效果最好。 结果表明，像Alasemenia这样翅膀数目为奇数的种子，在从枝条上落下时能获得更稳定、更高的自旋率，从而能更有效地迎风传播，因此能从母株上传播得更远。

"我们对Alasemenia的发现增加了我们对早期陆生植物风力传播策略起源的了解，"资深作者、中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员黄璞说。

"结合我们之前对瓜子属（Guazia）和疣石楠属（Warsteinia）的了解，我们得出结论，在晚泥盆世，在降落伞或羽流等其他方式出现之前，由于整装生长而出现的带翼种子是第一种形式的风力扩散策略。"

王补充说："在晚泥盆世的Alasemenia中出现的三翅种子随后会在石炭纪出现双翅种子，然后在二叠纪出现单翅种子。"