團隊發現的兩種大羽羊齒類植物化石 。（馮卓 攝）
現生植物葉片在夜晚合攏后被咬出的“蟲眼” 。（馮卓 攝）
據云南大學古生物研究院：有些植物擁有一種神奇的能力，即它們的葉片在白天展開 ， 而在夜晚合攏或下垂，這種能力稱為植物感夜性（nyctinasty） 。千百年來，植物葉片這種規律的周期性運動現象一直吸引著人們的廣泛關注 。1880年，查爾斯•達爾文（Charles Darwin）在其巨著《植物的運動本領》（The Power of Movement in Plants）一書中，形象地稱這種現象為“植物的睡眠運動” 。然而，由于缺乏化石證據，我們至今對葉片“睡覺”習性的起源與演化歷程一無所知 。云南大學古生物研究院馮卓團隊，利用一種獨特的昆蟲咬蝕結構巧妙證實了化石植物存在感夜性，首次為葉片“睡覺”習性的起源與演化提供了重要線索 。
馮卓等在采集于云南曲靖2.5億年前的兩種大羽羊齒類植物（單網羊齒屬Gigantonoclea）葉片上發現一種對稱排列在葉片中脈兩側的昆蟲咬蝕結構 。而中脈兩側的咬蝕結構在形態和大小方面呈現出一定的規律性差異，即越靠近中脈或越靠近葉片基部時，中脈兩側的咬蝕結構形態、大小差異越顯著 。通過與現生植物的廣泛對比研究，馮卓等發現化石昆蟲咬蝕結構與感夜性植物葉片合攏時被昆蟲取食留下的結構一致，因此提出大羽羊齒類葉片上的昆蟲咬蝕結構是其沿中脈合攏時形成的 ， 即證實了該化石葉片具有感夜性運動 。
大羽羊齒類植物是繁盛于約3億年前至2.5億年前古地中海（古特提斯洋）沿岸熱帶—亞熱帶地區一類非常神秘的植物 。主要分布于今天的東亞、東南亞等地區的二疊紀地層（少量出現在西亞、北美西海岸），其中我國產出的大羽羊齒植物化石標本最豐富、多樣性最高 。大羽羊齒類植物以單生或羽狀復生的大型葉片、多級網狀脈序為特色，與當今的雙子葉植物葉片具有非常類似的葉型結構 。盡管多數古植物學家認為大羽羊齒植物屬于種子植物，但由于缺乏對其繁殖器官的深入認識，大羽羊齒類植物的分類位置一直存在激烈爭論 。尤其是在其莖干中發現了被子植物普遍具有的輸導組織——導管（vessel）結構，更增加了大羽羊齒植物系統分類位置的神秘色彩 。
目前，最早的被子植物化石出現于1.2億年前的白堊紀早期，而馮卓等（Feng et al., 2020, Earth-Science Reviews, 204: 103153）前期研究表明，大羽羊齒類植物在2.5億年前的二疊紀末生物大滅絕事件發生后就完全滅絕了 。被子植物出現與大羽羊齒植物滅絕之間存在著近1.3億年的時間鴻溝 ， 表明兩類植物之間或不存在任何親緣關系 。在今天的植物界，除了蕨類植物中存在一例可靠報道外，感夜性現象全部出現于被子植物 ， 尤以豆科和酢漿草科植物最為普遍，而在其他植物類群中尚未有確信發現 。因此 ， 馮卓等提出植物葉片的“睡眠運動”可能在不同植物支系中存在多次獨立起源，代表了一種趨同演化的結果 。
該研究以“化石葉片上特殊的昆蟲取食揭示了感夜性的趨同性起源”Specialized herbivory in fossil leaves reveals convergent origins of nyctinasty為題 ， 于2023年2月16日在線發表于國際知名學術期刊《當代生物學》（Current Biology，論文連接https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01980-7） 。云南大學植物古生態團隊帶頭人馮卓研究員為論文的第一兼唯一通訊作者 。研究得到中國科學院戰略性先導科技專項、第二次青藏科考、云南省“云嶺學者”專項、云南大學等項目資助 。（_原題為：云南大學古生物研究院馮卓團隊揭示植物感夜性起源機制）
相關：科學家發現2.5億年前正在“睡覺”的植物化石
據新華社昆明2月16日電（采訪人員 岳冉冉）：我國古生物學家從距今2.5億年的化石中發現了植物愛“睡覺”的秘密 。成果于北京時間2月16日在線發表在國際知名期刊《當代生物學》上 。
在自然界，有些植物擁有一種類似“睡覺”的現象 ， 它們的葉片在白天展開，在夜晚會合攏或下垂，學界稱之為“植物的感夜性” 。葉片的這種周期性運動規律一直備受學界關注 ， 但由于缺乏化石證據，學界至今對植物“睡覺”行為的起源與演化知之甚少 。
近日，云南大學古生物研究院馮卓團隊從植物化石身上，首次證實了遠古時期的植物也具有感夜性 。
這種化石是大羽羊齒類植物，距今2.5億年 ， 在云南曲靖出土 。團隊觀察到，在植物的葉片上，有一種新型的昆蟲咬蝕結構，這些咬痕呈對稱狀排列于葉片中脈的兩側 。從形態與大小看，葉片中脈一側的咬痕總與另一側的咬痕存在略微差異 ， 而離中脈越近或離葉片基部越近時，兩側的咬痕差異越明顯 。
與大量現生植物進行對比研究后 ， 團隊發現，這些化石上的“蟲眼”結構竟然與現生植物葉片在夜晚合攏后被昆蟲取食留下的結構一致 。“因此我們推斷，有昆蟲咬蝕了正在‘睡覺’、葉片合攏的大羽羊齒類植物 。難得的是，這一植物化石被完好地保存至今 。”馮卓說 。
這一發現，把植物感夜性的起源時間推到了2.5億年前 。
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