近期，中國科學院南京地質古生物研究所助理研究員黃璞聯合國內多名學者，報道了產自貴州下泥盆統蟒山群的一個工蕨屬新種——包陽工蕨。1月15日，相關研究成果發表于《英國皇家學會會刊B輯》。
在距今4.3億—3.6億年前，早期陸地維管植物輻射演化，屬種多樣性及表型復雜程度急劇增高，相繼演化出了一系列關鍵性狀，如管胞、氣孔、葉、根和次生木質部等。黃璞告訴《中國科學報》：“然而，目前學術界對早期維管植物生活史策略的探討甚少。”
工蕨類是早期維管植物的優勢和代表類群。已有研究發現，工蕨類自志留紀晚期（距今約4.3億年前）延續至泥盆紀晚期（距今約3.7億年前），以工蕨屬的分布最為廣泛。華南板塊目前已報道了工蕨屬的至少14個種。豐富的化石記錄使得工蕨類成為探討早期植物生活史策略的重要材料。
黃璞等人研究發現包陽工蕨植株高度僅約45毫米，孢子囊穗長僅5.8～10.8毫米。其“袖珍”的體型和“迷你”孢子囊穗極為獨特，是目前發現最小的工蕨屬植物。這也啟發了研究人員對早期維管植物的營養-繁殖器官投入的思考。
為此，研究人員整合了志留紀至早泥盆世全球工蕨類的多維形態特征數據。為了衡量化石植物的繁殖投入總量，他們還新提出了孢子囊總容納空間（TSA）這一指標。
數據分析表明，工蕨屬莖軸的保存高度和寬度自志留紀逐步增大，到早泥盆世（距今約4.1億年前）達到最大，TSA值和孢子囊尺寸也顯示了相似模式。到早泥盆世，工蕨類在營養器官和繁殖器官方面，均表現出了巨大分異。在更廣泛的單系類群如石松亞門或工蕨綱中，其莖軸寬度、TSA等性狀也表現出相似的演化趨勢。
研究分析認為，早泥盆世工蕨類體現出的形態分異代表了兩類不同的生活史策略。一類以包陽工蕨為代表，它們個體矮小，TSA較小，營養投入和繁殖投入均較少，推測壽命較短，在短時間內迅速完成整個生命周期，可適應于動蕩環境。而另一類以澳大利亞工蕨為代表，個體高大，TSA較大，無論是營養投入還是繁殖投入均較多，可能更適宜于穩定的環境。
在上述研究的基礎上，研究人員提出，正是由于趨異演化出了多樣的生活史策略，工蕨類才得以蓬勃發展，在早泥盆世取代了以萊尼蕨類和隱孢子植物為主導的植物群，成為早泥盆世植物群中的“霸主”。
相關論文信息：https://doi.org/10.1098/rspb.2024.2337
早泥盆世植物群落。譚超繪圖本文鏈接：研究發現最小的工蕨屬植物http://www.lensthegame.com/show-11-16542-0.html
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