欧洲新近纪Sideroxylon L.化石种子与现存马卡罗尼西亚及西亚物种的亲缘关系研究

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Earth History and Biodiversity

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  为解决Sapotaceae科化石种子分类争议,研究人员通过形态学与微CT技术对欧洲新近纪化石种子进行系统研究,重新归入Sideroxylon属,建立新组合Sideroxylon globosum、S. margaritiferum及新种S. ruminatiusculum,揭示该属适应古气候变化的演化历史,为欧亚植物地理迁移提供关键证据。

  

在探索地球生物多样性演化的长卷中,Sapotaceae(山榄科)作为热带植物家族的代表,其化石记录却长期笼罩在分类迷雾中。欧洲新近纪地层中那些曾被归入Sapindoidea属的奇特种子,究竟与现存植物有何关联?这个谜题不仅关乎古植物分类的准确性,更涉及欧亚大陆植物区系的演化轨迹。瑞典自然历史博物馆、都灵大学等机构的研究团队通过跨学科合作,揭开了这段尘封的演化史。

研究团队发现,这些曾被误认为Sapindaceae(无患子科)的化石种子,实际上具有Sideroxylon属的关键特征——种子内部独特的"皱褶状胚乳"(ruminate endosperm)。通过高精度微CT扫描和形态对比,研究人员将德国Salzhausen地区的中新世化石重新归类为Sideroxylon globosum comb. nov.(新组合)和S. margaritiferum comb. nov.,并为意大利新近纪化石建立新种S. ruminatiusculum sp. nov.。这些化石与现存于阿曼高山的S. mascatense(马斯喀特铁榄)在种子形态上展现出惊人的相似性,暗示着一条从湿润的欧洲新近纪森林到干旱西亚山地的演化路径。

关键技术包括:1) 使用Wild M3立体显微镜和Nikon Coolpix 7600进行种子形态学观察;2) 应用GE Phoenix V|tome|xm240微CT扫描仪对化石和现存种子进行三维重建;3) 通过VGStudio Max和Amira软件分析内部结构;4) 对比德国(MB、HLMD博物馆)和意大利(MRSN标本馆)的化石标本与现存于马卡罗尼西亚、西亚等地的Sideroxylon种子。

【3.1 现存种子形态】
研究发现现存Sideroxylon种子具有显著差异:S. canariense(加那利铁榄)种子具5条钝棱,S. mirmulans(马德拉铁榄)种子棱角尖锐,而S. mascatense种子则完全光滑。微CT显示S. mascatense种子内部存在不规则片状脊突,这些特征与意大利Pliocene(上新世)化石S. ruminatiusculum高度吻合。

【3.2 化石系统学】
德国Salzhausen的S. globosum化石(10-14 mm)比现存种更大,具有独特的双裂脐部;而S. margaritiferum(4-7 mm)则显示出与S. mascatense相似的脐部凹陷。意大利的S. ruminatiusculum在晚Messinian(约530万年前)至Pliocene地层中持续出现,其D形脐部和内部脊突结构证实了Sideroxylon在欧洲的长期存在。

【4.1 生态与生物地理启示】
这项研究重塑了人们对"Rand Flora"分布模式的理解——Sideroxylon可能在渐新世就已在欧洲出现,中新世-上新世时繁盛(如S. ruminatiusculum),最终因北半球冰川作用而退缩至西亚。化石记录与分子钟推算(Stride et al. 2014提出的31.7–78.4 Ma分化时间)共同表明,欧洲曾是Sideroxylon演化的重要舞台。

这项研究不仅解决了长达一个世纪的化石分类争议,更揭示了植物适应气候变化的动态过程。当300万年前欧洲气候急剧变冷时,Sideroxylon的欧洲种群未能像其西亚亲戚那样适应干旱,最终只留下化石见证这段演化史诗。这些发现为理解地中海周边生物多样性热点形成机制提供了关键的古生物学证据,也为预测当代物种对气候变化的响应提供了深时间视角。

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