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本论文分别对采自我国辽宁省西部以及新疆准噶尔盆地中生代的苏铁类、银杏类及木兰类植物进行了研究。
对采自我国辽宁省北票县附近晚三叠世的苏铁类植物进行了研究,经过描述与比较后发现,此化石是迄今为止发现的最早的具有现代苏铁植物形态与羽叶着生方式的苏铁类植物:11枝完整羽叶螺旋状着生于倒置保存的茎的顶端;茎稍微凸起于标本平面,直径约为7×8cm,表面被宿存的叶基和鳞叶所包裹;羽叶为披针形,最宽处位于中上部,长约100cm,宽约16cm,羽叶有柄,羽轴无刺;小羽片条形,全缘,顶端尖锐,基部下延,长约10cm,宽约0.7-0.8cm,平行叶脉,没有中肋。通过与苏铁类的化石比较,发现与北卡莱罗纳州晚三叠世的Leptocycas gracilis具有一些共同的特征,例如:茎柱状,表面具有宿存的叶基和鳞叶,茎的顶端螺旋状着生有冠状的羽叶,羽叶为假篦羽叶型,羽叶有柄,羽轴无刺,小羽片着生于羽轴的两侧,对生到互生,根据这些特征,将此化石归入到此属之中;但二者之间又存在着显著的区别,例如:当前化石的茎较宽,直径有7×8cm,茎的表面着生有密集排列的羽叶、叶基和鳞叶,其形态与现代的大部分苏铁类植物可以比较;而L.gracilis茎较细,直径仅有3×5cm,羽叶、叶基和鳞叶松散地着生于茎的顶端,其形态与晚古生代的种子蕨类接近;当前化石羽叶较大,长约100cm,而且羽轴较宽,可达2.5cm,而L.gracilis的羽叶较小,长仅有30cm,羽轴较细;当前化石小羽片与羽轴的夹角较大,而后者的小羽片与羽轴的夹角较小;因此,将此化石命名为一新种:L.yangcaogouensissp.nov.,并对属征进行了修订,并且根据最新的苏铁目分类系统,将这个属的分类位置由原来的苏铁科移到现在的泽米铁科之中。经与现代苏铁类比较,当前种与Dioon edule最为相似。此新种的发现,支持前人的推测:“苏铁目在中生代开始就已经形成,并且从中中生代就已具有了现代的面貌,这些中性性状一直维持到了现代”(Norstog et Nicholls,1997),并且将现代苏铁目的起源时间推进到了早中生代。
对发现于我国辽宁省北票县附近晚三叠世的Leptocycasyangcaogouensis(苏铁类)和新疆准噶尔盆地中侏罗世的Ginkgo obrutschewii(银杏类)的气孔密度(SD)和气孔指数(SI)进行了统计研究,并对苏铁类、银杏类在用于对中生代大气CO2浓度恢复研究中的优先性进行了比较。前人研究表明,叶表皮气孔密度和气孔指数与其生活的大气CO2浓度呈负相关关系,现代苏铁类是中生代苏铁类植物的孑遗种类,从中生代到现代都有分布,其叶片气孔密度和气孔指数是研究古大气CO2浓度的理想材料,经过对化石小羽片角质层处理,对其气孔密度和气孔指数进行统计,可以用来对古大气CO2浓度进行恢复。同样,现代银杏(Ginkgo biloba)也是中生代银杏类植物的孑遗,它的表皮也用于对古大气CO2浓度的恢复研究之中。本文对这两类植物在用于对中生代大气CO2浓度进行恢复研究中的优先性进行比较,研究结果表明,银杏类对大气CO2浓度变化的敏感度要高于苏铁类,由此,在用于对古大气CO2浓度恢复的研究中,银杏类要优于苏铁类。
对采自于我国辽宁省北票县附近早白垩世的木兰科花托化石进行了研究。化石采自于义县组尖山沟层,保存为花托状结构的印痕。通过描述与比较后发现,其特征:花托呈锥形或纺锤形,顶端尖锐,仅由一个心皮组成,中下部最宽,基部狭缩,似与蕊群柄相连,伸长的雌蕊花托上螺旋状排列有许多心皮,其数目约为25-45个,心皮也呈锥形或纺锤形,顶端尖锐,中下部最宽,基部收缩变窄而着生于花托之上,心皮背面中央纵向有一条背缝,粗且明显,从心皮的顶端缓缓出现,直达心皮的基部,心皮在花托上松散排列,彼此之间被较小的间隔隔开等与现代含笑属紫花含笑(Michelia crassipes)的雌蕊花托最为相似;当前化石与紫花含笑的区别在于:当前化石心皮数目较多,心皮在花托上排列较松散,心皮的形态呈长三角形,心皮顶端的喙凸起较浅,而紫花含笑的心皮数目较少,心皮在花托上排列较紧密,心皮呈宽三角形,心皮顶端的喙凸起较长;因此,将此化石命名为一个新属新种:Archimichelia dolichocarpa,gen etsp.nov.(长托古含笑)。当前种还可与发现于我国吉林省延边地区早白垩世的喙柱始木兰(Archimagnolia rostrato-stylosa)进行比较,其主要区别在于:当前种花托较长,中下部最宽,基部缓缓收缩,似与雌蕊群柄相连,花托上着生的心皮数目较多,心皮较长,心皮顶端的喙状凸起向外伸出较浅,心皮中央纵向分布有一条明显的中肋。当前种是继喙柱始木兰之后所发现的最早的木兰科植物,其产地、层位与辽宁古果一致,当前种时代比喙柱始木兰早约23-31Ma,它们都发现于早白垩世地层,本文对此世界上最早的两个木兰科花托(Archimichelia dolichocarpa,gen et sp.nov.和Archimagnolia rostrato-stylosa)的进化关系进行了讨论:认为当前种具有比喙柱始木兰更多的原始性状,是比喙柱始木兰更原始的一个种类,而当前种也并不是最原始木兰科植物,木兰科的祖先的起源时间可能要更早一些,也可能是在侏罗纪。最后,根据最新的化石发现及木兰科的化石记录与分布,本文对木兰科的起源地点进行了讨论:认为古代木兰科的起源地点在东亚,有可能在中国东北地区。