迄今为止，人们认为葡萄科植物在不到 2300 万年前到达欧洲大陆。一项对植物化石的研究为葡萄植物祖先的传播绘制了新的图景，并揭示了这些物种在大约 4100 万年前就已经出现在欧洲领土上。
该论文描述了同一科的一个新化石物种Nekemias mucronata，这使我们能够更好地了解这种在4000万至2300万年前栖息在欧洲的植物群的进化历史。
这项研究发表在《系统学与进化杂志》上，由巴塞罗那大学地球科学学院和生物多样性研究所 (IRBio) 的研究员 Aixa Tosal 领导。生物多样性研究所 (IRBio) 和加泰罗尼亚古生物学研究所 Miquel Crusafont (ICP) 的 Alba Vicente 以及瑞典自然历史博物馆 (斯德哥尔摩) 的 Thomas Denk 也在该文章上署名。
葡萄家族的新祖先
葡萄科(Vitaceae)由大约 950 个物种组成，分为五个族(在植物学中，这是科和属之间的中间分类)。其中一个族是葡萄族，由 200 个物种组成，包括具有全球经济价值的葡萄藤植物(Vitis vinifera)。JSE 发表的新论文重点研究了由 47 个物种组成的 Ampelopsideae 族。
“我们的研究改变了迄今为止接受的范式，并表明，Ampelopsideae 部落的 Ampelopsis 和 Nekemias 谱系在中始新世(距今 4700 万至 3700 万年前)就已经出现在欧洲和中亚。这表明这种扩散比之前估计的早了大约 2000 万年，”这项研究的第一作者、布法罗大学地球与海洋动力学系成员 Tosal 说。
“特别是，我们表明，现在仅限于北美的谱系已经存在于欧洲和中亚，这要归功于 Nekemias mucronata 化石物种的发现，该物种与当今北美的 Nekemias arborea 非常相似。Nekemias mucronata 与 Ampelopsis hibschii 共存，后者是当今 Ampelopsis orientalis 的近亲，”Tosal 解释说。
相比之下，后者的扩散方式与 N. mucronata 不同，因为该谱系现已成为地中海东部的特有种。
托萨尔说：“这项研究有助于我们更好地了解蛇葡萄科在第二次扩散浪潮中，特别是在古近纪时期的欧洲和中亚地区的进化情况。”
Nekemias mucronata 生活在晚始新世至晚渐新世(3700 万至 2300 万年前)。它似乎能够在各种气候条件下生长，从冬季气温较低(寒冷时期为 -4.6 °C)的地区(如渐新世(3300 万至 2300 万年前)的哈萨克斯坦地区)到年平均气温较高的地区(如伊比利亚半岛渐新世地区)，甚至在温度适中的气候条件下(如欧洲大陆中部地区)。
“N. mucronata 对降雨的要求也不是特别高。它可以在降雨充足、降雨季节性较弱的地区生长，例如渐新世的中欧，或同一时期的伊比利亚半岛或希腊。”ICP 研究员 Vicente 说道。
“这个化石物种有复叶，这是藤本植物家族的一些物种所共有的特征。虽然很难确认复叶的小叶数量，但它至少由三片组成。我们已经能够识别出顶端小叶和侧叶之间的共同模式，这使我们能够将它们与欧亚大陆藤本植物家族的其他化石物种区分开来，”他补充道。
“Nekemias mucronata 的独特之处在于小叶齿的尖端有一个小尖头，这也是该物种得名的原因。顶端小叶基部的笔直形状也非常独特，因为所有其他欧亚化石物种都是弯曲的(在叶柄附近有内陷)，”Vicente 说。
蛇葡萄科植物通过大西洋桥或白令海峡的扩散
迄今为止，葡萄科植物最古老的记录是在印度的白垩纪晚期沉积物中发现的(距今 7500 万至 6500 万年)。美洲最早的植物谱系记录来自晚始新世，大约 3940 万年前，而大约在同一时间，欧洲和中亚已经发现了 Ampelopsis 和 Nekemias 谱系。
这些物种在过去是如何分散的?这些族群在白垩纪晚期和始新世晚期之间分化，尽管仍有许多未知数，但它们似乎分散和进化得相当快。
根据目前与分子钟技术一致的数据，“白蔹蛇科可能遵循两条集群路线，或者两条路线的混合。第一个提出的路线沿着北大西洋地峡。也就是说，该科出现在印度，然后在中始新世(4700 万至 3700 万年前)迁移到中亚和欧洲，最后通过格陵兰岛迁移到美洲，”丹克说。
“另一种可能的路线表明，一旦葡萄科出现在印度，蛇葡萄科族就在中始新世(4700 万至 3700 万年前)从亚洲向东分散，并迅速经由白令海峡移居到美洲，然后从那里沿着北大西洋地峡到达欧洲，”丹克说。
虽然这两个物种的扩散似乎与气候无关，但伊比利亚半岛和南欧渐新世干旱的加剧可能是导致伊比利亚半岛最后一个 N. mucronata 种群灭绝(2700-2300 万年前)的原因。与此同时，Ampelopsis hibschii 仅分布在巴尔干地区，最终于约 1500 万年前灭绝。
“然而，关于早期分散阶段(从白垩纪晚期到古近纪)，仍有许多未解之谜。因此，我们希望继续研究这个家族，也许我们将能够解开它们早期集群阶段发生的事情，即 6600 万至 4100 万年前，”研究小组总结道。
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