中英學者聯合發現苔蘚植物中的新支系

　　近日，國際著名生物學學術期刊Current Biology（《現代生物學報》）在線發表了中國科學院西雙版納熱帶植物園宏觀進化研究組組長Harald Schneider研究員與英國布里斯托大學Philip Donoghue教授領銜合作的一篇研究論文，揭示了早期陸地植物的系統關系并重新推演了早期陸地植物的形態特征。

　　植物登陸事件是地球歷史上具有革命意義的一步，從此地球環境巨變，并最終朝著更有利于生物產生和宜居的方向改變，大氣CO₂濃度降低，環境溫度升高，地表的硅酸鹽巖層逐漸風化形成土壤層，使地球從此告別了寂靜，并呈現出盎然生機。然而關于早期陸地植物的祖先類群及形態創新性狀的確定，一直存在大量的爭議。過去學者認為輪藻類是陸地植物的祖先，由輪藻類依次演化出苔蘚、蕨類和目前最為進化的種子植物，而目前科學家則傾向于改變觀點，認為雙星藻是陸地植物的祖先類群。同時，關于有胚植物的內部系統關系也存在爭議，尤其以苔蘚植物與維管植物（包括蕨類和種子植物）的關系爭論最大，其中的假說高達十多種。中國科學院西雙版納熱帶植物園宏觀進化研究組組長Harald Schneider研究員與英國布里斯托大學Philip Donoghue教授領銜的研究團隊利用轉錄組數據（涵蓋從藻類到種子植物的各個主要類群代表，共計103個類群）結合大量的計算機運算及模型分析在解決苔蘚植物內部及苔蘚植物與維管植物的系統關系方面取得重要進展。論文的主要結論有：

　　1）研究結果傾向支持苔蘚植物為單系類群：此前不同學者根據不同的數據（形態或者分子數據）分別提出苔蘚植物為單系和并系的不同觀點，本研究通過對轉錄組數據進行再編碼及利用氨基酸序列等多種運算分析及顯著性檢驗分析，傾向于支持苔蘚植物為單系類群。

　　2）首次提出蒴柄植物的概念：在所有的系統分析中，苔類（常見的代表植物為地錢）和蘚類（常見的代表植物為小立碗蘚）總是聚為一支，互為姐妹群，因此研究人員將其命名為蒴柄植物Setaphyta。

　　3）早期陸地植物的植物體結構比我們預期的更為復雜和進化：過去有研究認為地錢是其他有胚植物的姐妹群，而地錢類植物不具有氣孔等特征也被認為是早期陸地植物的原始特征。而本研究認為地錢類植物（及部分蘚類植物）的這些性狀為次生簡化或次生丟失，早期陸地植物的祖先類群其植物體應該是具有氣孔等復雜和進化結構的，因此比我們過去所認為的更為復雜和進化。

　　上述研究論文的發表對于我們理解早期陸地植物的類群關系具有重要意義并起到了重大的推動作用，把有關維管植物姐妹群的假說從過去的十余種減少到三種，并提出解決這個爭論的關鍵是確定角苔類的系統位置。同時，基于已取得的可靠系統關系，反過來重新繪制和理解早期陸地植物的一些關鍵創新、形態性狀及其演化方向，對于今后的遺傳學、系統發生和生物地球化學都具有重要的推動作用。