“根”从哪来？

尽管植物和植被是地球生态系统的关键，但是它们的真正起源却鲜为人知。最近《Nature》杂志发表的一篇文章，来自牛津大学的科学家们描述了最早的陆地生态系统过渡性根化石，它揭示了植物的“根”是如何进化的。 根据这项研究，植物的根系已经进化了不止一次，并且根系的进化特征是循循渐进的——中央根器官首先进化，根冠是随后进化而来的。

　　

牛津大学莫德林学院植物科学系的Sandy Hetherington博士和Liam Dolan教授对已知的最古老的植物生态系统——4.07亿年前的莱尼埃燧石层（Rhynie chert）——进行了显微研究。

“莱尼埃燧石层的保藏水平真的很了不起——我总是惊讶于我竟然能够研究4亿7百万年前生长的植物细胞组织，”Hetherington博士说。“它们为研究早期地球表面生物提供了绝佳的窗口。”

现代植物根系的特征是分生组织（meristem）——由根冠掩护下的自我更新结构。根分生组织很难在残缺的化石记录中找到，这使得发掘根的进化起源具有挑战性。

作者发现了一种马尾藻（Asteroxylon mackiei，A. mackiei）的根分生组织的证据，通常被称为球茎苔藓的石松科（Lycopsids）植物属于维管束植物（维管束负责运输植物的营养物质），它的谱系分枝较早，比其他高等植物（常绿植物）靠前。

研究小组重建了化石植物分生组织的3D结构。分析表明，A. mackiei缺少根毛和根冠，而是被一层连续的表面组织覆盖，这种结构使这些根在维管束植物中独树一帜。

结论表明，这些根是维管束植物的一个过渡阶段。过去一直有个猜测，无根冠的结构在石松科植物中已经有了，有根冠的根在石松科和叶生植物内是独立进化的，来自它们共同的无根祖先，这篇文章支持了这一观点。

Dolan教授说：“我们的发现表明，在植物进化过程中，植物器官是逐步建立起来的。”

根的演变是地球历史的一个关键时期，使大气中的碳急剧减少。“现在我们知道根是循序渐进进化的，我们就可以回头去寻找现代植物根系的各个组件。”

“我真想知道根冠是从哪里来的，它们对现存植物来说非常重要，但历史上有关它们的蛛丝马迹似乎消失的无影无踪，”Dolan教授补充道。“根冠是探测地心引力的部位，这些古老的植物根系，在没有根冠的情况下，它们是如何感知和管理重力的呢？”

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原文检索：Stepwise and independent origins of roots among land plants

（生物通：伍松）