木化石是理解地球历史上陆地植被组成和发展的关键依据之一。在被子植物繁盛之前的中生代时期，各类裸子植物主导着地球上的森林生态系统，包括本内苏铁类、苏铁类、银杏类以及松柏类等。这其中，有一类已经灭绝的裸子植物——异木属（Xenoxylon），是这些类群中化石的重要成员。该属是由德国学者高腾（Gothan）于1905年建立，至今已有近一百二十年的历史。然而，它究竟属于哪一种裸子植物，一直是困扰古植物学界的一个谜团。因此探明它的系统分类位置十分重要，历来备受古植物学家的关注。
近日， Journal of Systematics and Evolution（JSE）发表了一项由中国、德国和捷克古植物学团队合作完成的题为" Novel phylogenetic analysis of the Mesozoic common gymnosperm Xenoxylon Gothan reveals close affinity with extant Podocarpaceae (Coniferales) "的研究论文 (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.13132)，为解决异木属化石的系统分类这一百年谜团提供了最新的科学证据。该项研究通过对异木属的系统发育分析，首次创新性地将基因信息、木材解剖构造和生物分子特征三类数据进行整合，提出了该属与现生松柏类的罗汉松科（Podocarpaceae）具有密切的系统学亲缘关系的观点。
异木属化石在解剖构造上，以次生木质部具有强烈压扁的管胞径壁纹孔和窗格型交叉场纹孔为特征（图1）。在全球范围内广泛分布于劳亚大陆，已有22种异木属化石被描述和命名。为了解决其系统分类属性，研究团队开展了多学科创新研究。采用异木属与五类现生松柏植物的三组整合数据，包括基因特征、木材解剖构造及生物分子组成特征（如生物标志物），涉及南洋杉科（Araucariaceae）、柏科（Cupressaceae）、松科（Pinaceae）、罗汉松科（Podocarpaceae）及金松科（Sciadopityaceae）。针对化石异木属无法获取基因信息的情况，科研人员采取了灭绝类群与现代类群亲缘关系研究中较为常见的缺失数据处理方法。对所有数据经过系统发育的TNT（Tree Analysis using New Technology）最大简约法分析处理，在结合基因和解剖学特征的数据中，异木属表现为南洋杉科的基部成员，而在结合基因和生物分子特征的数据集中，异木属与罗汉松科更为接近。结合以上三种特征信息，最终结果表明，异木属与现生罗汉松科之间的亲缘关系最近（图2）。这一成果填补了关于异木属这一灭绝植物类群系统分类位置的认知空白，也为更好了解现生罗汉松科的演化提供了新思路和新证据。
图2. 结合基因信息、木材解剖构造和生物分子特征数据分析所得到的系统发育树（显示异木属与罗汉松科的系统亲缘关系更为接近）。
德国森肯堡研究院谢奥伟博士和中国科学院南京地质古生物研究所王永栋研究员为共同通讯作者，捷克科学院植物研究所Shook Ling Low博士、沈阳师范大学古生物学院田宁教授和德国森肯堡研究院Dieter Uhl教授共同完成该项研究。本项研究得到中国国家自然科学基金、中国科学院B类战略先导项目及古生物学和地层学国家重点实验室基金项目联合资助，成果开源发表基金由Projekt DEAL提供。
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