被子植物(又稱有花植物)是現(xiàn)存植物類群中多樣性最豐富的類群，其物種多樣性占現(xiàn)存植物的90%以上(約35萬種)，也是除寒帶及山地針葉林外，在全球主要植被類型中均占據顯著生態(tài)優(yōu)勢的核心類群。自白堊紀早期崛起以來，被子植物經歷了多次輻射事件，逐步取代蕨類、裸子植物等古老類群，形成現(xiàn)代植被的基本架構，驅動陸地生態(tài)系統(tǒng)向現(xiàn)代模式轉型,進而重塑地球生態(tài)系統(tǒng)格局。隨著古植物學證據的積累，分子系統(tǒng)學的快速發(fā)展，以及新方法在整合分子和化石證據方面的卓越貢獻，我們對被子植物起源與演化的認識也不斷加深。但被子植物何時以及如何實現(xiàn)多樣化、獲得生態(tài)優(yōu)勢并塑造陸地生態(tài)系統(tǒng)，仍缺乏系統(tǒng)性的理論整合。

中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)星耀武團隊，通過整合被子植物大化石記錄與系統(tǒng)發(fā)育證據，結合關鍵地質歷史事件和長時間尺度古氣候變化，闡述了以被子植物為主導的主要植被類型的起源、發(fā)展、建立過程及其驅動因素，探討了被子植物自白堊紀至新生代在塑造陸地生態(tài)系統(tǒng)過程中的變革性作用，并提出被子植物演化的五個關鍵階段(圖1)。即(1)在早白堊世至中白堊世期間，被子植物經歷了快速分化和分布范圍的擴張;(2)被子植物生態(tài)優(yōu)勢的不斷增強所帶來的生態(tài)系統(tǒng)轉型直到晚白堊世才逐步確立;(3)白堊紀–古近紀(KPg)之后，被子植物進一步重塑了陸地生態(tài)系統(tǒng)，類似于現(xiàn)代的熱帶森林組成與結構已經形成;(4)自中始新世氣候適宜期之后，全球氣溫逐漸下降，大陸溫度季節(jié)性差異增強，中高緯度的植被現(xiàn)代化轉型開始;(5)新近紀以來，構成現(xiàn)代陸地生物多樣性的冠群迅速輻射，并且隨著緯度和垂直方向溫度梯度的進一步加劇，各區(qū)域植物區(qū)系差異與組成至晚中新世基本確立。以被子植物為主導的現(xiàn)代化轉型以其植物區(qū)系地理分異及優(yōu)勢類群更替為標志，受到地質構造運動與氣候變遷的協(xié)同作用。該綜述不僅為被子植物構建現(xiàn)代植物區(qū)系的歷史過程提供了整合視角，也提出了 “演化時序解耦”概念(圖2)，強調類群起源、多樣化與生態(tài)主導的非同步性，為生物多樣性起源與維持機制研究提供理論依據。

審稿人對該研究給予高度評價，稱“該綜述對被子植物的演化歷史做了非常全面的總結和回顧，涵蓋了分類、多樣化及生物地理學等多個方面。作者將被子植物的演化歷史劃分為五個階段，這一框架邏輯清晰，與該領域的共識相契合?！毕嚓P研究成果以“The stepwise rise of angiosperm-dominated terrestrial ecosystems”發(fā)表在國際知名生物學期刊Biological Reviews上。版納植物園生物地理與生態(tài)學研究組丁文娜博士為第一作者兼通訊作者(現(xiàn)瑞士聯(lián)邦森林、雪與景觀研究所WSL博士后)，星耀武研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、中國科協(xié)青年人才托舉工程項目、以及版納植物園“十四五”規(guī)劃等項目的資助和支持。

圖1.白堊紀至新生代被子植物及其主導的植被類型的起源、輻射和現(xiàn)代化的五個關鍵階段。

圖2.被子植物類群起源、多樣化與生態(tài)主導的時序解耦概念模型。當關鍵特征類群在區(qū)系組成中占據優(yōu)勢，并形成與現(xiàn)代植被地理格局相似的生物地理分布時，標志著被子植物主導的植被類型的現(xiàn)代化轉型。