什么是被子植物(裸子植物和被子植物的图片)

被子植物的兴起重塑了世界各大洲的主要生态系统格局。被子植物的起源和早期快速进化是植物学皇冠上的明珠。1879年，达尔文在给时任英国皇家植物园(秋园)园长的J. D .胡克爵士的信中称之为“恼人的谜”。在接下来的140年里，被子植物的起源和早期进化一直是植物学、古生物学和进化生物学的热门话题。近十年来，分化钟估算的被子植物起源时间大多指向侏罗纪甚至三叠纪，但古生物学公认的被子植物冠群最早化石仅发现于早白垩世，至今仍是未解之谜。

中国科学院昆明植物研究所李德洙研究员领导的研究团队多年来致力于植物系统发育基因组学的研究。研究团队依托国家重大科技基础设施“中国西南野生动物种质资源库”，通过横跨亚洲、北美、欧洲、非洲、大洋洲的国际合作，以及医院和研究所的协同研究，开展了迄今为止最广泛采样的部门级被子植物系统发育基因组学研究。本研究选取了被子植物64目，涵盖了现有85%科的2351个代表种，163个裸子植物作为外类群。利用2881个质体基因组中的80个基因构建了被子植物高分辨率质体基因组进化树(PPA)。在此基础上，选择了62个化石标定点，估算了科级以上被子植物主要分枝的分化时间。研究表明，被子植物起源于晚三叠世Rhaetian(约209 Ma: 267-187 Ma，95% HPD)，明显早于被子植物冠群的最早化石年龄。基于此，首次提出了被子植物化石记录与分子钟估算时间之间的侏罗纪空差距。此外，核心被子植物的五个分支，即金粟兰目、木兰目、单子叶植物、金鱼藻目和真双子叶植物之间的关系仍然没有完全分析清楚，这表明在被子植物的早期分化阶段可能已经发生了辐射分化，可能已经发生了一定规模的灭绝，从而从晚三叠世到晚白垩世，被子植物对裸子植物的兴起、分化和逐渐取代主导了陆生植物，这极大地影响了昆虫、两栖动物、哺乳动物、蕨类植物等许多生物类群的多样化。

1993年，这项研究的主要合作者Mark Chase院士、Douglas Soltis院士和Pamela Soltis院士等40位植物学家，通过对499个代表物种的rbcL基因进行测序，构建了第一个被子植物分子系统树，直接诞生了1998年发表的被子植物系统发育研究组(APG)系统。目前，APG系统已经取代被子植物的其他分类系统占据主流地位，并于2016年更新至第四版(APG IV)。APG系统树实际上是基于大量研究得出的总结树，本研究基于质体基因组超矩阵大数据和综合取样建立了被子植物的显式树。PPA确认了被子植物8个主要分支(祖先系)和22个分支(或进化阶段)的系统框架，有望全面更新APG IV系统。与APGⅳ相比，在阶水平上，被子植物的6个目的系统位置存在差异，本研究解决了6个不确定的目的系统位置，确认了3个低支持度的不确定关系。对比APG系统网络版，在部门层面，揭示了41家的不同系统岗位，解决了10家需要解决的系统岗位问题。

4月6日，该研究成果在线发表在国际植物学杂志《自然植物》(Nature Plants)上，题目是《被子植物的起源与侏罗纪缺口之谜》。《自然植物》也发表了特别评论。昆明植物研究所的李红涛、易廷双、高连明、马鹏飞、张婷、杨俊波和美国佛罗里达大学的马修·吉岑丹纳博士是论文的共同第一作者，李德洙和帕梅拉·索尔蒂斯是共同通讯作者。该研究获得了中国科学院战略性先导科技项目(编号XDB3100000)、中国科学院重大科技基础设施开放研究项目(No.2017-LSF-GBOWS-02)、国家自然科学基金委员会(No.31570333)、中国科学院青年促进会(No.2015321)、国家万人计划、云岭高端。

图1被子植物目关系的系统发育树(ML树)和时间标定。