尽管地球上大多数植物都有花，但花朵的进化起源却笼罩在神秘之中。今天的花是超过360,000种植物的性器官，它们都来自遥远的过去的一个共同祖先。这个古老的植物，在2.5亿到1.4亿年前的某个时候还活着，在地球比今天更温暖、更丰富的氧气和温室气体的时候，产生了第一批花。也是恐龙在原始地貌上漫步的时代。
在现代西班牙发现的最古老的开花化石是一种有1.3亿年历史的水生植物。Gomez et al / PNAS
这部分是因为这些第一种花没有留下任何痕迹。花朵是脆弱的结构，只有在最幸运的情况下才能转化为化石。而且由于没有发现化石可以追溯到1.4亿年前，直到现在科学家们对最终祖先的长相只有有限的认识。
一项由国际植物学家组成的研究小组进行了一项新的研究，并取得了迄今为止最好的重建。发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的这项研究，与其说是在研究化石，还不如说是研究800种现存物种的特征。
通过比较相关开花植物的异同，可以推断出它们最近祖先的特征，例如因为所有的兰花都有花朵，其中一半是另一个(双边对称)的镜像，我们可以假设它们的祖先一定有双侧花，通过将这些最近的祖先相互比较，就有可能进一步回到过去的时间等等，直到最后我们到达开花植物的普系的最开始。
兰花是对称的。图片：Joanna Dineva
那它看起来像什么呢?
在某些方面最初的花朵就像现代的玉兰，它有多个、未分化的“花瓣”排列成同心圆。在它的中心有多排的性器官，包括产花粉的雄蕊和子房。难以抵挡的诱惑，想象古代传粉者在这朵花中爬行，收集花粉粒，而不知不觉地帮助植物传粉。
玉的祖先，还有橡树、草、西红柿、水仙等等。图片由Herve Sauquet和Jurg Schonenberger提供
有争议的性生活
这项新研究帮助解决了关于早期花朵是否存在性别差异的争论，以及雄性和雌性生殖器官是否在同一种花上的结合，之前的证据指向了不同的答案。一方面现存最早的开花植物谱系中，现在只有一种来自太平洋新喀里多尼亚岛的一种罕见的灌木，叫做Amborella，它的花朵要么是雄性的，要么是雌性的。在另一种情况下，大多数现代物种将两性都结合在一起。
研究的作者们解决了这个问题，并揭示出祖先的花是雌雄同体的。这意味着早期开花的植物可以同时繁殖为雄性和雌性。当将新环境殖民化作为一个个体可以成为它的配偶时，雌雄结合可能是有利的，事实上许多植物物种在遥远的海洋岛屿上定居，往往是雌雄同体。也许是雌雄结合帮助早期开花植物战胜了它们的竞争对手。
所有现的花朵最终都起源于约1.4亿年前的一个祖先。图片由Herve Sauquet和Jurg Schonenberger提供
魔鬼的细节
尽管与一些现代花卉有明显的相似之处，植物学家一直认为早期的花朵在花的中心绕着螺旋排列的花朵，就像在八角这样的现代物种中所看到的
然而新的重建（模型）有力地表明，早期的花朵的器官不是螺旋形排列的，而是以一系列同心圆或“轮状”的形式出现的，就像大多数现代植物一样。然而早期的花朵有更多的轮状，表明随着时间的推移花变得更简单。自相矛盾的是，这种简单的架构可能现代植物发展一个更加稳定的基础,实现更复杂的任务，比如复杂的交互与某些昆虫如兰花或生产的“花头”由数十个或数百个简单花如向日葵家族。
尽管现在我们对最早的花朵是什么样子有了一个很好的了解，但我们仍然不知道那朵花是怎么来的。导致其进化的具体步骤是未知的。也许我们将不得不等待新发现的化石花跨越2.5亿到1.4亿年前的缺口，然后才能了解这个星球上最多样化的性结构的起源。
原作者：Mario Vallejo-Marin（斯特林大学进化生物学副教授）
编译：双螺旋
审校：博科园
