在国际古生物学界,周志炎的名字始终与银杏紧密相连。这位深耕古植物学领域数十载的科学家,以敏锐的洞察力与执着的探索精神,在银杏亿万年的演化长河中,打捞起无数珍贵的 “生命密码”,重塑了人类对这一古老植物的认知版图。
义马银杏:叩开远古生命之门的钥匙
银杏是现存种子植物中最古老的孑遗植物之一,被称为植物“活化石”,现在仅在我国有自然生长的植株。它的存在,恰似一部镌刻在远古时光里的生命史诗。20世纪80年代,义马煤田的一次偶然发现,让这部史诗翻开了全新的篇章。彼时,地质勘探工程师章伯乐及其家人发现了许多保存完好的植物化石,其中不仅有与现生银杏相似的枝、叶,更包含极为罕见的种子器官标本。这让中国科学院南京地质古生物研究所研究员周志炎兴奋不已。
周志炎
来源 | 化石网
随即周志炎对这些来自义马煤田侏罗纪的银杏化石展开研究,经过反复比对、审慎研判,他得出了令世界瞩目的结论:这些化石是世界上最古老,也是最可信的、能够归于银杏属的化石,其年代可追溯至中侏罗世,距今约1.7亿年,其被命名为“义马银杏”。
1989年,周志炎在德国古生物图志上发表了关于中国中侏罗世银杏的论文,首次根据胚珠器官研究证实了银杏属植物最早的生存年代,并证实了地质历史时期银杏的营养和生殖器官均具有以退缩为主的演化过程。
周志炎擅长将现代科学的手段引入古生物学研究,在我国古植物学界率先提倡和应用支序学说、异时发育和整体植物重建等研究方法,率先采用电子显微技术和超薄切片等研究手段,并将这些方法和手段应用到侏罗纪银杏研究中,取得一系列突破。
填补缺失的环节:解锁银杏“迟滞”之谜
尽管义马银杏的发现意义重大,但在银杏的演化历程中,仍存在一段长达一亿多年的空白亟待填补:从侏罗纪类型到现代类型的这一演化环节。
2003年,沈阳地质矿产研究所研究员郑少林等在我国辽宁省西部义县发现了一些具有生殖器官的银杏化石。郑少林带着这些化石找到了周志炎,两位科学家携手合作,对这些化石展开深入研究。他们惊喜地发现,这种来自距今约1.2亿年前的早白垩世的银杏,其形态介于已知最古老的义马银杏和现生的银杏之间,正是中侏罗世的银杏和现生的银杏之间的“过渡类型”。
该研究发表在英国《自然》杂志,填补了目前已知1.7亿年前最古老银杏向现生银杏演化进程中的“缺失环节”,显示出银杏演化中长达一亿多年的“迟滞”势态。
义马银杏(中国义马距今约1.7亿年)
来源 | 中国古生物化石保护基金会官网
2012年4月出版的《国际植物学期刊》刊登了周志炎等人对北美第三纪银杏胚珠器官及其伴生叶片的研究,为新生代银杏演化提供了确凿的证据,进一步证实了退缩的假说。
克伦银杏(美国北达科他州第三纪)
来源 | 中国科学院官网
“这些珍贵标本的详细深入研究,为揭开银杏和它的家族在地质历史时期的多样性变化、系统发育关系和演化历史提供了难得的实物资料,也为建立和逐步完善银杏目的自然分类系统打下了基础,使得银杏目植物的研究摆脱‘人为分类’的框架成为可能。”周志炎说。
笔耕不辍:为银杏研究立传
进入耄耋之年的周志炎始终未曾放下手中的研究,以笔为刃继续在古植物学领域深耕不辍。他与南京地质古生物研究所杨小菊研究员和吴向午研究员基于多年的研究成果,对中国的银杏目化石进行了全面而系统的总结,编写了《中国银杏植物》一书。书中详尽收录了我国产出和报道的32属228种银杏类植物,并对其进行了详细的评述。
回望银杏的演化历程,周志炎感慨万千:“亿万年前曾遍布地球各大洲的银杏植物历经沧桑变迁,一度与其同时生存的恐龙等就没有逃过白垩纪末生物大灭绝的劫难;第四纪的冰川荡涤欧美大陆,银杏仍在其远祖的发祥地——中国找到了‘避难所’。广岛核爆炸也没能摧毁它的生命。它的美观、实用、惊人的生存能力,丰富和深厚的人文、历史底蕴以及传奇的演化史为各国人民传颂。郭沫若把它称为‘东方圣者’。现今银杏树被重新广泛栽培于世界各地,相随带去的将还有坚韧、朴实、和谐的东方精神。”
在周志炎看来,银杏的魅力远不止于其古老的身世。“最近几十年来,人们对银杏的重要药用价值有了新的认识,对银杏的研究和保护更是出现了一个新的高潮。分子生物学的应用,更为认识和保护银杏的多样性开创了新的前景。” 这位与银杏相伴一生的科学家,用自己的行动诠释着对科研的坚守与热爱,也为后来者照亮了探索生命演化奥秘的道路。
审核单位:中国科学院南京地质古生物研究所
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