内蒙古固阳盆地早白垩世柏科化石及其起源演化意义

The origin and evolution history of Cupressaceae are still ambiguous, which is one of hot research for palaeobotanists and plant biologists. Plant fossils are abundant in the Early Cretaceous of the Guyang Basin in Inner Mongolia, but the fossil floras lack of thoroughly research. This project will focus on the abundant and well-preserved Cupressaceae plant fossils from the Lower Cretaceous of the Guyang Basin. Specifically, this project will carry out a detailed study of taxonomy, whole-plant reconstruction and natural classification based on the morphological features and microstructures of vegetative and reproductive organs of the Cupressaceae plant fossils. Based on the present fossils and other contemporary fossil records, the diversity of Cupressaceae plant during the Early Cretaceous will be known further. Combining with other Cupressaceae fossils and relevant modern Cupressaceae, this project will comprehensively analyze the origin and evolution history of Cupressaceae. This project aims at enchancing the systematic study level of the Early Cretaceous Cupressaceae fossils in the Guyang Basin, and revealing system attribute classification and diversity of the Early Cretaceous Cupressaceae. This study has important scientific significance for knowing the origin and evolution history of Cupressaceae.

柏科植物的起源和演化历史尚不明确，是当前古植物学家和植物生物学家研究的热点之一。内蒙古固阳盆地早白垩世地层富含植物化石，但缺乏对植物化石系统而深入的研究。本项目拟以固阳盆地早白垩世地层中种类丰富、保存良好的柏科植物化石为研究对象，对其营养器官和繁殖器官的形态学和解剖学特征进行详细地对比分析，在此基础上进行植物的整体重建，确定其自然分类位置和分类属性；分析研究区柏科植物的多样性，并结合其他同时代的化石记录，进一步认识早白垩世柏科植物的面貌和多样性；将研究区的柏科化石和其他时代的柏科化石以及相关的现代柏科植物类群结合起来，从纵向上综合地分析和探讨柏科植物的起源和演化历史。该项目的开展，旨在提高研究区早白垩世柏科植物的分类学研究水平，揭示研究区柏科植物的系统分类属性和多样性特征，对全面认识柏科植物的起源和演化历史进程具有重要的科学意义。

柏科植物系统演化历史尚不明确，是当前古植物学家和植物生物学家研究的热点之一。内蒙古固阳盆地早白垩世地层富含植物化石，尤其是以柏科植物化石居多。本项目主要以固阳盆地下白垩统中的柏科化石为研究对象，在系统分类学研究的基础上，进行植物的整体重建，分析研究区柏科植物的多样性，探讨柏科植物的起源和演化历史。经鉴定该植物群所包含的柏科植物主要有：扁柏属Chamaecyparis，台湾杉属Taiwania、红杉属Sequoia、柳杉属Cryptomeria、拟圆柏属Sabinites、似枞属Elatides和柏木属Cupressus等，其中扁柏属Chamaecyparis和台湾杉属Taiwania系在该盆地的首次发现。柏科化石在固阳植物群中占绝对优势，结合植物群整体面貌分析，柏科植物是早白垩世固阳盆地森林系统中的主要成分。项目重点对柏科扁柏属化石进行了研究，结合营养器官和繁殖器官的形态学和解剖学特征，对其进行了系统分类学研究和整体复原。扁柏属标本保存完整，同时保存了雌球果和枝叶，雌球果由5对交互对生的种鳞构成，是目前该属在我国最早最可靠的化石记录，也是目前已知该属最早的化石记录。结合扁柏属化石证据以及现代分子生物学的研究结果，推测扁柏属植物很可能在早白垩世起源于东亚地区，晚白垩世已通过白令陆桥传播至北美西部并进一步传播至北美高纬度地区。欧洲扁柏可能在渐新世由北美通过北大西洋陆桥传播而来，或从东亚地区传播而来。新近纪气候持续变冷以及受第四纪冰期的影响，使扁柏属的在欧洲、亚洲中西部以及北美中部局部灭绝，东亚大陆的种不断向南迁移至日本岛和台湾岛，最后在亚洲大陆消失，最终形成了该属在北美东西部、日本和台湾局限分布的地理格局。此外，对所采集的台湾杉属Taiwania、红杉属Sequoia、拟圆柏属Sabinites以及似纵属Elatides化石标本进行了系统分类学研究，这些化石均保存了枝叶和雌球果化石，保存良好，是研究各属起源和系统演化的直接证据。该研究提高了固阳盆地下白垩统柏科植物的系统分类学水平，对于认识早白垩世柏科植物的多样性以及研究柏科植物的系统发育和生物地理演化历史具有重要的价值。