植物科學(xué)家曾認(rèn)為，苔類是最原始的現(xiàn)存植物。圖片來源:美國《國家科學(xué)院院刊》

　　人類要感謝陸地植物提供了可以呼吸的氧氣。現(xiàn)在，人們對于它們何時首次走向陸地有了更好的了解。雖然已知最古老的陸地植物化石擁有4.2億年的歷史，但研究人員如今斷定，綠藻類層首次登上陸地的時間比這早近1億年。

　　"該研究具有重要的全球影響，因為我們知道早期的植物令氣候變冷并且增加了地球大氣層中的氧氣含量。"并未參與此項研究的英國?？巳卮髮W(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)家Tim Lenton表示，這些條件支撐了陸地動物生命的擴展。

　　幾十年來，生物學(xué)家一直試圖提出一個可靠的陸地植物誕生日期。然而，由于缺少脊椎和堅硬的外殼，植物在化石記錄中留下的信息很少，因此研究人員懷疑即便是最古老的植物化石也無法代表最早的植物群。

　　一些科學(xué)家嘗試?yán)弥参镞z傳數(shù)據(jù)作為"分子鐘"，以闡明它們的進(jìn)化歷史--知道特定的突變速率，便能基于植物DNA中的差異，估測各個物種是在多久以前分離的。不過，研究人員一直未搞清楚植物家族樹上最低，或者說最早的分支。在此基礎(chǔ)上，包括人們最熟悉的樹木、農(nóng)作物和花在內(nèi)的維管植物在苔類、角苔類和蘚類出現(xiàn)后的某個時間段誕生。然而，后3個種群出現(xiàn)的順序一直是個未解之謎，妨礙著分子鐘研究。

　　Philip Donoghue認(rèn)為，如果擁有足夠的計算能力，便能破解這一謎題。身為布里斯托大學(xué)古生物學(xué)家的Donoghue和同事從此前收集的關(guān)于100多種植物和藻類物種的遺傳數(shù)據(jù)入手。他們利用若干種類型的分析，測試了關(guān)于4個植物種群關(guān)系的每種排列，并且將十幾種植物化石的年齡考慮在內(nèi)，作為現(xiàn)實核查。

　　Donoghue和同事在日前出版的美國《國家科學(xué)院院刊》上報告稱，關(guān)于植物家族樹基石的確切配置對追溯最早的陸地植物來說并沒有關(guān)系。所有分析表明，陸地植物最早出現(xiàn)在約5億年前的寒武紀(jì)時期。當(dāng)時，多細(xì)胞動物物種的發(fā)育已經(jīng)開始。

　　Lenton認(rèn)為，最新分析"表明，最早的陸地植物出現(xiàn)得比人們原認(rèn)為的更早，而這同目前關(guān)于哪種陸地植物最早進(jìn)化出來的不確定性并無關(guān)聯(lián)"。

　　Donoghue團隊還將計算能力應(yīng)用于解決這些不確定性。植物科學(xué)家曾認(rèn)為苔類是最原始的現(xiàn)存植物，因為它缺少根部以及用于氣體和水分交換的氣孔。但一些最新研究表明，像苔類一樣的植物并不是最早的陸地植物。如今，Donoghue對此表示贊同。他認(rèn)為，苔類同蘚類存在最密切的關(guān)聯(lián)，并且曾經(jīng)擁有根部和氣孔，但隨著時間的流逝喪失了這些特征。該團隊在日前出版的《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上報告了這一發(fā)現(xiàn)。

　　"一直以來的假設(shè)是所有植物的祖先在生理結(jié)構(gòu)上同苔類相似。"Donoghue介紹說，但其團隊的分析顯示，該祖先可能擁有初步的根部和氣孔，因此可能生長得更好，并且處理了更多的土壤和二氧化碳，對地球生物地球化學(xué)的影響也比研究人員一直認(rèn)為的更大。

　　"很高興看到他們得出的關(guān)于苔類的結(jié)論和我們的相同。"美國喬治亞大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家Jim Leebens-Mack表示。他曾幫助收集了Donoghue用于最新分析的數(shù)據(jù)。

　　Leebens-Mack還贊揚計算陸地植物何時出現(xiàn)的研究是迄今最深入的研究。佛羅里達(dá)大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家Pamela Soltis則認(rèn)為，如果Donoghue的結(jié)果是正確的，那么"這改變了陸地生命起源的整個時間線以及植物和相關(guān)動物種群隨后的進(jìn)化轉(zhuǎn)變步伐"。同時，"這些更早的日期意味著地球變化發(fā)生的速度可能比我們想象的更加緩慢"。

　　Leebens-Mack仍對此持謹(jǐn)慎態(tài)度。他認(rèn)為，分子鐘分析總是會得出更加古老的日期，因此"我一直對這些估測結(jié)果持保留意見"。