《維管植物基部類群的分支演化和環境制約》是依託北京大學，由王德明擔任負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：維管植物基部類群的分支演化和環境制約
- 項目負責人：王德明
- 項目類別：重點項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
陸生維管植物的基部類群出現於泥盆紀，並開始首次輻射演化，但是它們之間以及與現生植物類群的親緣關係還很不清楚。維管植物早期演化的模式和系統樹主要依據勞俄大陸的資料建立。然而，在泥盆紀與勞俄大陸同處於古赤道附近的華南板塊卻顯示出維管植物的高度進化性狀和較快演化速率，出現了大量獨特的地方性分子和維管植物主要譜系的祖先類型。本項目擬對華南泥盆紀植物(石松類、真蕨類、有節類、前裸子和種子植物)進行深入的比較形態學和解剖學研究，在此基礎上，結合其它陸塊化石植物的特徵和現生植物的分類系統，使用分支系統學的方法分析維管植物基部類群的譜系關係,完善維管植物的生命之樹。同時，本項目還將使用植物碳同位素分餾、氣孔參數等研究手段，揭示華南泥盆紀植物分支演化與環境制約的內在聯繫。
結題摘要
本項目深入了研究華南泥盆紀植物(石松類、真蕨類、有節類、前裸子類和分類位置待定植物、種子性狀)的比較形態學、解剖學和古地理特徵；主要類群的譜系關係；早期植物與環境的協同演化。另外，對華南和西準噶爾泥盆紀的生物地層和海平面變化進行了綜合研究。項目取得的主要成果包括：深入認識約30種植物，建立10個新屬種；提出並詳細論證維管植物在早泥盆世布拉格期爆發式的輻射演化。發現最早的根；第一次揭示出泥盆紀石松類的大孢子葉球；第一次詳細描述了華南的古羊齒解剖結構；總結楔葉目的鑑別特徵；提出華南早泥盆世洛霍考夫期植物群不同於勞俄和岡瓦納大陸，形成明顯的古地理分區。首次運用貝葉斯法認識早期石松類的譜系關係，識別出原始鱗木目和異孢石松類兩個單系類群，水韭目在後者構成單系；真葉植物的分支系統學分析表明，原始真蕨類的瘤指蕨目是穩定的單系類群，伊瑞蕨目的單系性未得到支持，它與楔葉目的姐妹群關係僅有較低的支持，存在一個以伊瑞蕨類為基幹的類群；至少在5個真葉植物譜系中出現了原始的大型葉子----“枝葉複合體”。華南多種植物的孢子囊為葉性附屬物包被，可能是應對環境脅迫的趨同演化。生物量的數值表明，早期植物生活在高溫、水分充足的環境，根系具有較強吸收水分的能力。華南陸生植物多樣性受海平面變化的巨大影響，多樣性曲線與海洋動物總體相反，植物經歷3次滅絕事件，規模遞減，某些分子成功度過了F-F集群滅絕事件。歸納出全球泥盆紀植物角質層的氣孔器類型並進行數值和相關性分析，基於氣孔參數(密度和指數)的統計，利用氣孔比率法恢復了華南早、中泥盆世的大氣CO2濃度約為960-1980 ppmv。總結、分析了中國泥盆紀的板塊、生物地層分區，以及海平面變化與構造活動之間的關係。
