李承森
(中国科学院植物研究所,北京 100093)
古植物学(palaeobotany),又被称为化石植物生物学(fossil plant biology),或者演化植物学(evolutionary botany),属于地质学和植物学交叉的一个学科,也是古生物学中的一个分支学科[1]。古植物学以沉积地层中保存的生活在地质历史时期的植物(第四纪以前形成的化石植物,或者第四纪以及近代考古中发现的植物遗存)为研究对象,然而由于在研究思路和研究方法上的侧重点不同而存在着不同的研究方向。在地质学研究的领域里,古植物学涉及埋藏学、沉积学、地层学和矿产学等方面的研究内容。而在植物学研究领域中,古植物学则以研究植物界的演化为宗旨,涉及对化石植物的形态学、解剖学、分类学、生态学、植物地理学等诸多方面的研究工作。与之相对应的是国际古植物学界发展形成的两个主流学派:地学学派和植物学学派。我们经常可以看到,在大学的地质系或者生物系中都有古植物学的专业设置。
由于古植物学研究的对象是化石植物,而且涉及地学和生物学的不同领域,特别是在学科设置上又存在着相互交叉的现象,因此造成古植物学的名词术语包含有生物学和地学两大学科的内容和特色。例如,在国外的植物学辞典[2-3]、中文的植物学名词书[4]和汇编[5-6]中都包含有古植物学名词术语的介绍。在地质学词典[7]、名词书[8]和词汇[9]等工具书中也包含有古植物学的名词术语。在古生物学的词汇中,理所当然地介绍了古植物学的名词术语[10]。随着古植物学自身的发展,为了适应研究的需要,产生出一部分属于自己学科所特有的名词术语[11]。
在此次植物学名词修订工作中,遵循以往的取词原则,即古植物学研究的部分名词同时又是属于地质学、古生物学,以及植物学相关分支学科中多用或者常用的名词则直接归入到这些相关学科的取词范围内;而与古植物学研究关系密切,且具有古植物学特色的名词则归入到古植物学名词的范围内。根据1991年版的“植物学名词”记录[4]以及此次修订,古植物学的名词术语大约有100个左右。统观这些名词,它们多体现出与其他学科名词相关联的浓厚色彩。
从植物学不同分支学科的角度开展对化石植物的研究便产生了相应的古植物学的分支学科,这些学科的名称通常是植物学分支学科的名字加上前缀“古”字而形成。例如:古木材解剖学(palaeoxylotomy),古果实学(palaeocarpology),古植物生态学(palaeophytoecology),考古植物学(archeobotany)等等。
从植物类群的分类学角度来认识古植物分类的研究工作,通常是由植物类群加上前缀,派生出相关的古植物学名词,例如:前石松类植物(prolycopods),前裸子植物(progymnosperm),前被子植物(proangiosperm)等等。
化石植物在地层中保存的不完整性,极大地限制了我们对化石植物整体认识的程度。因此在分类等级定位上出现了有别于现代分类学的做法,即根据保存在地层中的植物部分器官,例如植物的叶、木材、生殖结构的化石来建立分类学上的属和种,因此而产生了形态分类群(morphotaxon),形态属(form genus),器官属(morphogenus/organ genus),形态种(morphospecies/form species)等分类单位和级别。这些建立在化石植物分散标本基础上的分类单位和级别,与现代植物分类学中所采用的分类单位和级别存在着明显差异。
从生态学的角度研究化石植物,形成了古植物学的相关名词。例如:化石森林(fossil forest),低地植物(lower land plant),高地植物(upland plant)等等。
从植物器官学的角度研究古植物,产生了古植物学的相关名词,可以由植物器官加上修饰词而生成。例如:(化石根)radicite,化石果(lithocarp),拟叶体(phyllidium),化石茎(fossil stem)等等。
从植物结构学的角度研究化石植物的解剖结构,形成了古植物学的相关名词,例如:髓模(pith cast),植物皮膜(phytolemma),脊下道(carinal canal),通气道痕(parichnos)等等。
从研究方法(方法学)的角度考虑,研究化石植物的方法通常是指用于处理化石标本的实验技术,相关的名词述语有角质层分析(cuticle analysis),揭片法(peel method),针修法(degagement),整体浸解法(bulk-sieving method)等等。
以化石植物研究为基础,涉及古环境和古气候的研究时,产生出相关的名词:叶相分析(leaf physiognomy),共存分析(coexistence approach),分布区叠加分析(overlapping distribution analysis),特有种气候分析法(climate analysis of endemic species)等等。
从地质学和古生物学的角度考虑古植物学,存在以下古植物学的相关名词,例如:古植代(palaeophytic era),中植代(mesophytic era),新植代(cenophytic era),叠层石(stromatolite)等等。
从标本保存的形式来确认化石植物,有相关名词:印痕化石(impression),压型化石(compression),矿化化石(permineralization)等等。
从矿物学的角度考虑化石植物的矿化特性,以及根据矿物的特征,形成有如下的古植物学名词,例如:,黄铁矿化植物(pyritized plant),硅化植物(silicified plant),钙化植物(calcareous plant),硅藻土(diatomaceous earth)等等。
根据植物的木质成分在形成化石的过程中转变为炭质的特点,产生了有关名词:碳化植物(car-bonated plant),煤化(coalification),丝炭化(fusainization),煤核(coal ball)等等。
除了从植物学和地质学的角度审视古植物学名词与其他学科的关联性,在古植物学发展过程中也产生了一些属于学科自身的专有名词。
在古生代和中生代时期,繁茂的蕨类植物和种子蕨植物保留下来大量的蕨类形状的叶子,在对这些叶子进行研究之后,与之相对应的是产生了一些专门用于描述这些叶形态和结构的名词[11],例如:古羊齿型(archeopterid),栉羊齿型(pecopterid),楔羊齿型(sphenopterid),带羊齿型(taeniopterid),舌羊齿型(glossopterid)等等。
植物茎干在保存过程中从外向内遭到破坏的程度不同,致使标本保存植物组织的完好程度不同,因此形成了相关的古植物学名词[11]:周皮相(bergeria),中皮相(aspidiaria),内膜相(knorria)等等。
在探索陆地植物起源的研究领域内,根据不同的假设,产生了不同的理论体系,与之相对应的名词有:突出学说(enation theory),顶枝学说(telome theory)等等。
在维管植物解剖结构研究的领域内,早期陆地植物初生木质部成熟方式中,有一种类型,是现代维管植物所不具有的,有其特殊性,那就是:心始式(centrach)。
在化石植物类群的分类研究中,一些曾经生活在地质历史时期的植物,在它们的演化过程中绝灭了,而这些植物类群的名字也是古植物学中的特有名词。在早期陆地植物中有:莱尼蕨类(rhyniophytes),工蕨类(zosterophyllophytes),三枝蕨类(trimerophytophytes)。属于蕨类植物中的有楔叶类(sphenophytes),芦木类(calamites)。具有蕨类植物的营养器官和种子植物的繁殖器官的绝灭类群是种子蕨类(seed ferns/pteridospermatophytes)。在裸子植物中,曾经生活地球上,但是已经灭绝了的有:开通类(caytoniales),本内苏铁类(bennettitaleans),五柱木类(pentoxylon)等等。
同样的原因,在古植物区系学的研究领域内,出现了一些曾经在地质历史时期存在的古植物区系(palaeoflora),形成了古植物学的特有名词。在全球范围可以有欧亚植物区系(eurasian flora),欧美植物区系(euramerican flora),冈瓦纳植物区系(gondwana flora),安加拉植物区系(angara flora)。根据植物类群的性质形成的区系有舌羊齿植物区系(glossopteris flora),大羽羊齿植物区系(gigantopteris flora)。根据地点命名的区系有山旺植物区系(shanwang flora),伦敦黏土植物区系(london clay flora),华夏植物区系(cathaysian flora)等等。
在科学研究的发展过程中,人类认识大自然最早是从博物学开始的。人类通过感官直接触摸和感知大自然中的动物、植物、矿物和古生物等自然物体,以及观测山川、四时、季节、云层、风暴、雨雪、雷电、天象、星空等自然现象。通过思维,进行分析和综合,人类由感知发展到认知这些物体和现象;随之而来的就是相关知识的积累和升华,逐渐形成地质学、生物学、物候学等不同的科学学科领域。随着人类生产力的发展和科学技术(认知)手段的不断提高,人类观察自然和解释自然现象的能力也就不断增强,与之相关联的就是人类研究自然的程度不断加大,认识自然的水准不断提高;同时,自然科学的学科划分也越来越细。例如对生物界的观察和认识,由生态景观到生物群体,再到物种个体;从生物个体的器官、组织到细胞,再到分子层次。研究程度的每一次深化,研究水准的每一次提升,无疑都是自然科学成功发展的标志。在不断深化地研究大自然的过程中,我们更多需要的是要从综合的角度来认识和理解大自然的本质,及其演化的过程、机制。因此,分析是科学研究的一个方面,而综合则是它的不可或缺的另一个方面。为此,我们需要科学界的同人能够携手开展不同学科相互交叉的综合研究。特别是在生物演化的研究方面,需要综合地质历史时期的直接的化石证据和现代科技分析的资料和数据,解释生物界的无尽奥秘。自然科学研究中的学科交叉,以及交叉学科的产生,不仅推动了科学发展,也产生出新学科的名词术语。
[1]Thomas N,Taylor,Edith L.Paleobotany—the biology and evolution of fossil plants[M].USA:Academic Press,2009.
[2]Michael Allaby.A dictionary of plant sciences[M].New York:Oxford University Press,1998:508.
[3](美)詹姆斯·吉·哈里斯,米琳达·沃尔芙·哈里斯.图解植物学词典[Z].王宇飞,赵良成,冯广平等,译.北京:科学出版社,2001.
[4]植物学名词审定委员会.植物学名词[Z].科学出版社,1991.
[5]中国科学院自然科学名词编订室.英汉植物学名词汇编[G].北京:科学出版社,1958.
[6]中国科学院自然科学名词编订室.英汉植物学名词汇编[G].北京:科学出版社,1965.
[7]《英汉地质词典》编辑组.英汉地质词典[Z].北京:地质出版社,1983.
[8]中国科学院编辑出版委员会名词室.综合地质名词[Z].北京:科学出版社,1957.
[9]武汉地质学院外语教研室.英汉常用地质学词汇[Z].北京:科学出版社,1981.
[10]中国科学院南京地质古生物研究所.英汉古生物学词汇[Z].北京:科学出版社,1994.
[11]中国科学院南京地质古生物研究所/植物研究所.中国植物化石(第一册)中国古生代植物[M].北京:科学出版社,1974.