华南始新世-中新世木乃伊化果实和种子研究

Paleocarpology is the branch of paleobotany dealing with fossil fruits and seeds of angiosperm recovered from geologic strata. Compared with other forms of preservation, including compression, impression, carbonized and mineralized fossils, newly recovered mummified fossil fruits and seeds with well-preserved three-dimensional structures and internal anatomy play a unique role in plant taxonomic identification, phylogenic and evolutionary studies. However, collection of mummified plant fossils is extremely difficult and their rarity globally has limited their use in systematic research. In this project, we will carry out a detailed study on newly discovered mummified fruits and seeds from the Eocene to Miocene strata of South China, to address questions of morphological structure, phylogeny and evolution, diversity, paleovegetation as well as paleoclimate. This is the first systematic research on mummified fruits and seeds of this range in China. The results will not only greatly improve research accuracy of Cenozoic fossil plants, but will be of great significance in tracing the diversity of the Cenozoic flora, evolution and the paleoenvironmental changes in the subtropical regions of South China.

古果实学为古植物学的一个分支学科，主要研究地质时期保存下来的被子植物的果实和种子化石。由于木乃伊化果实和种子化石完好的保存了植物果实和种子的三维立体结构，因此相对于压型、印痕、炭化和矿化化石而言，在植物类群的分类鉴定、植物系统发育和演化等研究中具有十分独特的作用。但木乃伊化化石十分难得，可遇而不可求，目前全球这种类型的化石不仅发现少，而且系统性的研究也非常少。本项目将详细研究华南地区新发现的始新世至中新世木乃伊化果实和种子化石，包括形态结构、系统演化、区系成分多样性、古植被及古气候，这是我国首次系统开展始新世至中新世木乃伊化果实和种子化石研究，研究结果不仅可大大提高新生代植物化石的研究精度，而且对全面准确了解华南低纬度亚热带地区新生代植物群的多样性组成和演化以及古环境的变迁等都具有十分重要的意义。

本项目为面上项目，自2019年实施以来，我们在海南岛长昌盆地、广东茂名盆地和三水盆地以及广西南宁盆地、桂平盆地和南康盆地共采得新生代（包括古新世、始新世、渐新世、中新世和晚更新世）植物繁殖器官化石近千块（包括种子植物的果实和种子化石，蕨类植物带孢子囊的羽片化石等）。研究表明，化石组成十分多样，共描述了13科14属24种，其中21新种，包括防己科Paleoorbicarpum 属和Stephania属、清风藤科Meliosma属、锦葵科Burretiodendron属、苦木科Ailanthus属、橄榄科Canarium属、楝科Melia属、蓝果树科Nyssa属、壳斗科Quercus属Cyclobalanopsis亚属、桦木科Alnus属、山矾科Symplocos属、杜英科Elaeocarpus属、松科Pinus属，以及乌毛蕨科Woodwardia属。其中Stephania、Meliosma、Burretiodendron、Ailanthus、Canarium、Melia、Nyssa、Cyclobalanopsis、Elaeocarpus、Symplocos、Woodwardia为热带–亚热带成分，Alnus、Pinus为温带区系成分。从区系成分组成看，总体反映南亚热带常绿阔叶林的特征，少数温带成分反映了沉积盆地周边存在较高海拔的山地。最后，我们对一些重要类群的植物地理史进行了讨论，如Ailanthus属植物始新世通过印度板块扩散至华南，是南半球起源的类群；Elaeocarpus属也是南半球起源的类群，可能于始新世起源于澳洲，晚渐新世扩散至华南地区并呈多样化发展；Burretiodendron属很可能起源于华南地区；黄山松则可能为东亚起源。古气候分析表明，华南地区古新世、始新世、渐新世、中新世和晚更新世总体为温暖湿润的热带–亚热带气候环境。另外，我们还讨论了清风藤科泡花树属植物与附生的真足螨以及蓝果树科蓝果树属植物与附生的真菌的协同演化关系。.上述研究是我国首次系统开展华南地区新生代植物繁殖器官化石研究，对全面准确了解低纬度地区新生代植物群的多样性组成和演化以及古环境的变迁等都具有重要意义。迄今我们已在“Journal of Systematics and Evolution”等刊物发表11篇论文。参与本项目研究的博士生3名，硕士生1名。