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【古生物氵】二叠纪大灭绝真的太惨了

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今天看井蛙大大的地球演义,才注意到原来早在古生代的二叠纪时,俄罗斯彼尔姆-昆古尔地区居然很可能都已经出现真正意义上的显花植物了!(当然并不是白垩纪出现的被子植物)
要不是后来的二叠纪大灭绝,说不定哺乳纲和访花昆虫的盛世会更早到来

早二叠世乌拉尔山植物和昆虫的想象复原图


IP属地:湖北1楼2020-02-05 16:31回复
    如果走那条时间线到时候繁荣的未必就是灵长类了。


    IP属地:河南2楼2020-02-05 16:34
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      2025-05-16 22:32:30
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      如果提前吃了天降正义那可不是什么好事,说不定我们就没有龙王时代了


      IP属地:江苏3楼2020-02-05 16:40
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        直接转原文吧,看着太可惜了
        原文来自知乎攀援的井蛙,地址:https://zhuanlan.zhihu.com/p/46842865
        在【第二百九回 六足传奇9:虫飞薨薨】的结尾,井蛙卖了个关子:在俄罗斯彼尔姆-昆古尔地区,乌拉尔山的腹地,这里的二叠系地层中除了丰富的昆虫化石之外,还有一个可能是颠覆性的惊人发现。现在可以揭露谜底了:在二叠纪,这里很可能是一片群芳争艳,嘉果盈枝的乐土——没错,这里很可能绽放着世界上最早的真正意义上的花朵。如果这项发现最终得到证实,它的意义,几乎不亚于“寒武纪的兔子化石了”。

        Matvéevo化石群发现的早二叠世植物化石(井蛙没有查到它的学名)。它有着几乎一切花的特征:花冠,花萼,花托,雌蕊(黄色箭头)和雄蕊(红色箭头),甚至连雄蕊上的花粉都保存完好。如果不是比普遍接受的被子植物的出现时间早了1亿年,几乎可以认定是一朵典型的双性花(Hermaphrodite flowers)了。图片来源自[1]。

        还有这个标本(井蛙也没有找到它的学名),周围似乎有一圈花瓣,花盘上支起几根花蕊,每根上面都颤颤巍巍地顶着一团花粉。图片来源自[1]。
        再来一些:




        由上而下:学名未知;Scirostrobus pterocerum;Sylvella alata?;Naugolnykhia matvéevoi。图片来源自[1]。


        IP属地:湖北4楼2020-02-05 16:44
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          还有:



          这些也都是在Matvéevo化石群出土的,学名未知。看到它们,好像突然置身于一片远古花海中。图片来源自[1]。


          IP属地:湖北6楼2020-02-05 16:46
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            有些研究者认为这些是真正的花朵,并由此把被子植物的出现时间上推倒二叠纪甚至石炭纪[1]。不过这个结论实在有点超乎想象,更多的人认为它们并不是真正的被子植物,而是一些裸子植物的繁殖器官:花粉器(雄性)和孕育器(雌性)。

            Tshekarda化石群发现的一种早二叠世植物Permotheca colovratica。这是它的雄性繁殖器官,很像是一朵有四个花瓣的小花。但其实,Permotheca colovratica是一种古代银杏,这朵“小花”是它的小孢子叶球,而看上去像是花瓣的部分是合生在一起的四个孢子囊。图片来源自[2],标尺长度2毫米(b,c旁的标尺)。
            那么问题来了(不是“能好怎”哦):如果它们是真正的花,为什么会这么早出现?而如果它们不是真正的花,只是变形的孢子叶球,那为什么外形和花如此相似呢?
            这两个问题的答案很可能是同一个,就是之前几回的主角——昆虫。
            也许,在彼尔姆-昆古尔这个二叠纪昆虫化石异常丰富的地区发现如此多的同时代的花形植物,并不是偶然。可能在2.8亿年前,一些植物已经开始和昆虫形成特殊的协作关系:它们用营养丰富的花粉(或许还有花蜜?)招徕昆虫,让它们饱餐之后,顺便给自己跑腿送个快递。一种全新的传粉方式:虫媒(Entomophily或Insect pollination)出现。

            在二叠纪以前,种子植物基本上都是靠风来传播花粉(风媒,Anemophily或wind pollination)。显而易见,相比大风的无差别漫吹漫送,昆虫的定点投放更加精准而高效。图片来源自网络。

            植物利用动物传播孢粉的方式多种多样。上图是山西保德发现的早二叠世(和乌拉尔山中的植物和昆虫化石几乎同时)石松类大孢子化石。附着在孢子上的一团颗粒状物是目前发现的最早的淀粉。这些淀粉位于孢子壁的外部,不会是用来萌发的营养。那么,最大的可能是:这些淀粉颗粒会吸引一些动物,比如蜗牛,昆虫或者马陆,把它们吞食下去。淀粉在动物的消化道内消融,而被厚壁保护的孢子最终会完好无损地被排出来,在远离母体的新环境中萌发生长。图片来源自[3]。


            IP属地:湖北7楼2020-02-05 16:51
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              看生物演化史真的很能感受生命的渺小


              IP属地:中国香港来自Android客户端9楼2020-02-05 16:56
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                相比风媒,虫媒固然有着种种优势,但也提出了更高的要求,那就是虫媒植物必须能吸引昆虫在雌雄生殖器官间往返流连。最现成的诱饵自然就是营养丰富的花粉。在【第二百十回 六足传奇10:钻天入地】里,介绍过Tschekarda化石群发现的以花粉为食的昆虫,它们很可能就是地球上的第一批传粉者。为了标示出花粉的位置,孢子叶本身和临近生殖器官的茎叶逐渐变成夸张的外形,囤积各种对昆虫具有吸引力色素和挥发物质。于是虫媒植物普遍演化出了更大,更艳丽,更芬芳的生殖器官,在万绿丛中向昆虫发出盛情邀请。

                这是现代银杏产生花粉的雄性小孢子叶球。现代银杏是典型的风媒植物,它的花粉器官微小质朴,完全不需要去做那种抛媚眼给瞎子看的装饰。对比一下二叠纪银杏Permotheca colovratica的雄性器官,如此明显的结构差异很可能反映了风媒和虫媒传粉方式的巨大差别。图片来源自网络。
                和这千姿百态的“花朵”相匹配的,是同样丰富多样的种子化石。

                这些蝌蚪形的印记是一些种子化石Sylvella alata,出自Matvéevo 化石群。可以看到“蝌蚪”头上的短柄,是和植物体的连接点,而“蝌蚪”的尾巴是扁平的“翅”结构。这类种子可以借助风力飘散到远处萌发。图片来源自[1]。

                Matvéevo 化石群发现的另一种带“翅”种子Sadovnikovia belemnoides。图片来源自[1]。

                还是Matvéevo化石群发现的带翅种子Matvéeva perneri,翅膜包裹在种子外周,形状有点像榆钱。图片来源自[1]。昆虫可以传播孢子和花粉,但是像种子这种超大超重的“货物”,就无能为力了。在四足动物演化出相应的生态位之前,植物播种还是主要借助风力或者流水。

                一些形态各异的现代翅果。这种古老的播种策略在2.8亿前就已经出现在地球上。图片来源见水印。

                另一些种子上没有翅膀,它们的样子很像去掉果肉之后的杏核。上图是Matvéevo化石群发现的种子化石Bardocarpus aliger。图片来源自[1]。

                这些种子Craspedosperma bardaeanum的外面套了一层带刺的壳,有点橡子或者栗子的模样。图片来源自[1]。


                IP属地:湖北10楼2020-02-05 16:58
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                  2025-05-16 22:26:30
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                  那么当时灵长应该是虫群之心?


                  IP属地:安徽来自iPhone客户端11楼2020-02-05 16:59
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                    在这块化石上,“花”和下方的种子一起保留了下来。从结构上看,化石中的植物和真正的花果差异很大(被子植物的花,果实和种子都有严格的定义,等写到白垩纪被子植物时再详细介绍),很可能是趋同进化。对了,也是Matvéevo化石群发现的。图片来源自[1]。

                    这两块化石上的植物,似乎像草莓一样,把一粒一粒种子排布在一团组织的表面。图片来源自[1]。

                    两株正在萌发的幼苗,出自Matvéevo 化石群。可以看到根部的种子。这些幼苗的形态不像我们熟悉的被子植物,更像是某种针叶树。图片来源自[1]。


                    IP属地:湖北12楼2020-02-05 17:00
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                      既然发现了这么丰富的“花”“果”化石,那么一个问题就自然而然地浮现出来:为什么它们仅仅出现在乌拉尔山脉的一隅呢?要知道,在今天,虫媒植物占了有花植物的绝大多数。如果这种传粉方式早在二叠纪就已经出现,这些“先进”的植物为什么没有迅速扩散到整个泛古陆,成为陆生植物的主流呢?如果这样的话,那么中生代的巨兽身边的就不只是一些单调的蕨类,苏铁,松柏和银杏,而早已是一片姹紫嫣红,蝶舞蜂飞(当然未必是真正意义上的蜂蝶)了。
                      也许,这些早期的虫媒植物相比同时代的竞争者并没有太强的优势,昆虫的多样化刚刚开始,还没有演化出足够多的种类来承担传粉功能。如果能假以时日,说不定这些虫媒植物就可以催生出更多的访花昆虫,协同进化,互相促进。植物会开出更大,更华丽,更香甜的“花朵”;而昆虫则演化出更适合取食和携带花粉的体型,附肢和口器。就像我们今天看到的一样。
                      但是,它们永远不会有这个机会了。下图标出了文中提到的两个化石发现地:Matvéevo和Tshekarda。它们紧邻的蓝色线条内的区域,就是著名的西伯利亚地盾(Siberian Traps)——那场发生在古生代和中生代之交的超级火山爆发给地球留下的伤疤。也许就是在那次惊天浩劫中,喷薄而出的岩浆,烟尘和毒气不但彻底改写了龙兽争霸的进程,也轻轻打灭了出现不久的那一缕芬芳和娇艳。

                      西伯利亚地盾的范围。这仅仅是现存的玄武岩覆盖的区域,在超级火山爆发的当时,直接毁灭的范围远不止此。在2.5亿年前,乌拉尔山脉的生灵们离天堂太远,离地狱太近。图片来源自网络。
                      乌拉尔山早二叠世花形植物的故事结束了。闭目遥想,眼前似乎出现了一个光怪陆离的世界:这里的空气中弥漫着陌生而清雅的芳香,这里的植物似曾相识而又完全不同。一簇簇造型奇异,色彩瑰异的花朵点缀在草木丛中,在上面飞舞停憩的不是熟悉的蜂蝶,而是另一些古怪的昆虫。在花丛旁边,结满了从没见过的果实和种子。然后,这一幅景象慢慢沉入历史的迷雾中,静静地消融。当相似的场景再一次出现在地球上时,时光已经过去了1亿年。

                      早二叠世乌拉尔山植物和昆虫的想象复原图,那个逝去的世界。图片来源自[1]。


                      IP属地:湖北13楼2020-02-05 17:04
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                        地球名片
                        化石地点:彼尔姆-昆古尔地区(Perm-Kungur Locality),包括Matvéevo和Tshekarda等化石发现地
                        地质年代:二叠纪早期(约2.7到2.8亿年前)
                        地理位置:俄罗斯彼尔姆边疆区乌拉尔山脉中部
                        化石种类:未找到完整统计,以昆虫和植物为主
                        沉积条件:未找到详细资料
                        化石特征:未找到详细资料
                        代表种类:各种昆虫,石松类,真蕨类,松柏类,银杏类,苏铁类,疑似被子植物
                        参考文献:
                        [1] Michael Wachtler, Early Permian Origin and Evolution of Angiosperms: The Flowering of Angara-Land
                        [2] S. V. Naugolnykh, New Male Reproductive Organs of Gymnosperms Permotheca colovratica sp. nov. from the Lower Permian of the Ural Mountains. Paleontological Journal, 2013, Vol. 47, No. 1, pp. 114–126
                        [3] Liu Feng, Benjamin Bomfleur, Huiping Peng, et al., 280-m.y.-old fossil starch reveals early plant–animal mutualism. Geology 46(5), 2018, DOI: 10.1130/G39929.1
                        原文完,有兴趣也可以去关注“攀缘的井蛙”的微信公众号
                        不得不说,每次大灭绝都影响了历史的走向,只是二叠纪大灭绝,它改变了地球


                        IP属地:湖北14楼2020-02-05 17:07
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                          这是地球的意志


                          IP属地:江西来自Android客户端16楼2020-02-05 17:27
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                            没有二叠纪末那场灭绝的话蜥形纲估计永远就是比较边缘的小角色吧,合弓纲会在中生代就演化出类似新生代哺乳类的诸多特征,甚至智慧生物(当然就不会是我们了


                            来自Android客户端17楼2020-02-05 17:50
                            收起回复
                              2025-05-16 22:20:30
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                              IP属地:上海来自Android客户端18楼2020-02-05 18:31
                              收起回复