李承森
(中國科學院植物研究所,北京 100093)
古植物學(palaeobotany),又被稱為化石植物生物學(fossil plant biology),或者演化植物學(evolutionary botany),屬于地質學和植物學交叉的一個學科,也是古生物學中的一個分支學科[1]。古植物學以沉積地層中保存的生活在地質歷史時期的植物(第四紀以前形成的化石植物,或者第四紀以及近代考古中發現的植物遺存)為研究對象,然而由于在研究思路和研究方法上的側重點不同而存在著不同的研究方向。在地質學研究的領域里,古植物學涉及埋藏學、沉積學、地層學和礦產學等方面的研究內容。而在植物學研究領域中,古植物學則以研究植物界的演化為宗旨,涉及對化石植物的形態學、解剖學、分類學、生態學、植物地理學等諸多方面的研究工作。與之相對應的是國際古植物學界發展形成的兩個主流學派:地學學派和植物學學派。我們經??梢钥吹剑诖髮W的地質系或者生物系中都有古植物學的專業設置。
由于古植物學研究的對象是化石植物,而且涉及地學和生物學的不同領域,特別是在學科設置上又存在著相互交叉的現象,因此造成古植物學的名詞術語包含有生物學和地學兩大學科的內容和特色。例如,在國外的植物學辭典[2-3]、中文的植物學名詞書[4]和匯編[5-6]中都包含有古植物學名詞術語的介紹。在地質學詞典[7]、名詞書[8]和詞匯[9]等工具書中也包含有古植物學的名詞術語。在古生物學的詞匯中,理所當然地介紹了古植物學的名詞術語[10]。隨著古植物學自身的發展,為了適應研究的需要,產生出一部分屬于自己學科所特有的名詞術語[11]。
在此次植物學名詞修訂工作中,遵循以往的取詞原則,即古植物學研究的部分名詞同時又是屬于地質學、古生物學,以及植物學相關分支學科中多用或者常用的名詞則直接歸入到這些相關學科的取詞范圍內;而與古植物學研究關系密切,且具有古植物學特色的名詞則歸入到古植物學名詞的范圍內。根據1991年版的“植物學名詞”記錄[4]以及此次修訂,古植物學的名詞術語大約有100個左右。統觀這些名詞,它們多體現出與其他學科名詞相關聯的濃厚色彩。
從植物學不同分支學科的角度開展對化石植物的研究便產生了相應的古植物學的分支學科,這些學科的名稱通常是植物學分支學科的名字加上前綴“古”字而形成。例如:古木材解剖學(palaeoxylotomy),古果實學(palaeocarpology),古植物生態學(palaeophytoecology),考古植物學(archeobotany)等等。
從植物類群的分類學角度來認識古植物分類的研究工作,通常是由植物類群加上前綴,派生出相關的古植物學名詞,例如:前石松類植物(prolycopods),前裸子植物(progymnosperm),前被子植物(proangiosperm)等等。
化石植物在地層中保存的不完整性,極大地限制了我們對化石植物整體認識的程度。因此在分類等級定位上出現了有別于現代分類學的做法,即根據保存在地層中的植物部分器官,例如植物的葉、木材、生殖結構的化石來建立分類學上的屬和種,因此而產生了形態分類群(morphotaxon),形態屬(form genus),器官屬(morphogenus/organ genus),形態種(morphospecies/form species)等分類單位和級別。這些建立在化石植物分散標本基礎上的分類單位和級別,與現代植物分類學中所采用的分類單位和級別存在著明顯差異。
從生態學的角度研究化石植物,形成了古植物學的相關名詞。例如:化石森林(fossil forest),低地植物(lower land plant),高地植物(upland plant)等等。
從植物器官學的角度研究古植物,產生了古植物學的相關名詞,可以由植物器官加上修飾詞而生成。例如:(化石根)radicite,化石果(lithocarp),擬葉體(phyllidium),化石莖(fossil stem)等等。
從植物結構學的角度研究化石植物的解剖結構,形成了古植物學的相關名詞,例如:髓模(pith cast),植物皮膜(phytolemma),脊下道(carinal canal),通氣道痕(parichnos)等等。
從研究方法(方法學)的角度考慮,研究化石植物的方法通常是指用于處理化石標本的實驗技術,相關的名詞述語有角質層分析(cuticle analysis),揭片法(peel method),針修法(degagement),整體浸解法(bulk-sieving method)等等。
以化石植物研究為基礎,涉及古環境和古氣候的研究時,產生出相關的名詞:葉相分析(leaf physiognomy),共存分析(coexistence approach),分布區疊加分析(overlapping distribution analysis),特有種氣候分析法(climate analysis of endemic species)等等。
從地質學和古生物學的角度考慮古植物學,存在以下古植物學的相關名詞,例如:古植代(palaeophytic era),中植代(mesophytic era),新植代(cenophytic era),疊層石(stromatolite)等等。
從標本保存的形式來確認化石植物,有相關名詞:印痕化石(impression),壓型化石(compression),礦化化石(permineralization)等等。
從礦物學的角度考慮化石植物的礦化特性,以及根據礦物的特征,形成有如下的古植物學名詞,例如:,黃鐵礦化植物(pyritized plant),硅化植物(silicified plant),鈣化植物(calcareous plant),硅藻土(diatomaceous earth)等等。
根據植物的木質成分在形成化石的過程中轉變為炭質的特點,產生了有關名詞:碳化植物(car-bonated plant),煤化(coalification),絲炭化(fusainization),煤核(coal ball)等等。
除了從植物學和地質學的角度審視古植物學名詞與其他學科的關聯性,在古植物學發展過程中也產生了一些屬于學科自身的專有名詞。
在古生代和中生代時期,繁茂的蕨類植物和種子蕨植物保留下來大量的蕨類形狀的葉子,在對這些葉子進行研究之后,與之相對應的是產生了一些專門用于描述這些葉形態和結構的名詞[11],例如:古羊齒型(archeopterid),櫛羊齒型(pecopterid),楔羊齒型(sphenopterid),帶羊齒型(taeniopterid),舌羊齒型(glossopterid)等等。
植物莖干在保存過程中從外向內遭到破壞的程度不同,致使標本保存植物組織的完好程度不同,因此形成了相關的古植物學名詞[11]:周皮相(bergeria),中皮相(aspidiaria),內膜相(knorria)等等。
在探索陸地植物起源的研究領域內,根據不同的假設,產生了不同的理論體系,與之相對應的名詞有:突出學說(enation theory),頂枝學說(telome theory)等等。
在維管植物解剖結構研究的領域內,早期陸地植物初生木質部成熟方式中,有一種類型,是現代維管植物所不具有的,有其特殊性,那就是:心始式(centrach)。
在化石植物類群的分類研究中,一些曾經生活在地質歷史時期的植物,在它們的演化過程中絕滅了,而這些植物類群的名字也是古植物學中的特有名詞。在早期陸地植物中有:萊尼蕨類(rhyniophytes),工蕨類(zosterophyllophytes),三枝蕨類(trimerophytophytes)。屬于蕨類植物中的有楔葉類(sphenophytes),蘆木類(calamites)。具有蕨類植物的營養器官和種子植物的繁殖器官的絕滅類群是種子蕨類(seed ferns/pteridospermatophytes)。在裸子植物中,曾經生活地球上,但是已經滅絕了的有:開通類(caytoniales),本內蘇鐵類(bennettitaleans),五柱木類(pentoxylon)等等。
同樣的原因,在古植物區系學的研究領域內,出現了一些曾經在地質歷史時期存在的古植物區系(palaeoflora),形成了古植物學的特有名詞。在全球范圍可以有歐亞植物區系(eurasian flora),歐美植物區系(euramerican flora),岡瓦納植物區系(gondwana flora),安加拉植物區系(angara flora)。根據植物類群的性質形成的區系有舌羊齒植物區系(glossopteris flora),大羽羊齒植物區系(gigantopteris flora)。根據地點命名的區系有山旺植物區系(shanwang flora),倫敦黏土植物區系(london clay flora),華夏植物區系(cathaysian flora)等等。
在科學研究的發展過程中,人類認識大自然最早是從博物學開始的。人類通過感官直接觸摸和感知大自然中的動物、植物、礦物和古生物等自然物體,以及觀測山川、四時、季節、云層、風暴、雨雪、雷電、天象、星空等自然現象。通過思維,進行分析和綜合,人類由感知發展到認知這些物體和現象;隨之而來的就是相關知識的積累和升華,逐漸形成地質學、生物學、物候學等不同的科學學科領域。隨著人類生產力的發展和科學技術(認知)手段的不斷提高,人類觀察自然和解釋自然現象的能力也就不斷增強,與之相關聯的就是人類研究自然的程度不斷加大,認識自然的水準不斷提高;同時,自然科學的學科劃分也越來越細。例如對生物界的觀察和認識,由生態景觀到生物群體,再到物種個體;從生物個體的器官、組織到細胞,再到分子層次。研究程度的每一次深化,研究水準的每一次提升,無疑都是自然科學成功發展的標志。在不斷深化地研究大自然的過程中,我們更多需要的是要從綜合的角度來認識和理解大自然的本質,及其演化的過程、機制。因此,分析是科學研究的一個方面,而綜合則是它的不可或缺的另一個方面。為此,我們需要科學界的同人能夠攜手開展不同學科相互交叉的綜合研究。特別是在生物演化的研究方面,需要綜合地質歷史時期的直接的化石證據和現代科技分析的資料和數據,解釋生物界的無盡奧秘。自然科學研究中的學科交叉,以及交叉學科的產生,不僅推動了科學發展,也產生出新學科的名詞術語。
[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,米琳達·沃爾芙·哈里斯.圖解植物學詞典[Z].王宇飛,趙良成,馮廣平等,譯.北京:科學出版社,2001.
[4]植物學名詞審定委員會.植物學名詞[Z].科學出版社,1991.
[5]中國科學院自然科學名詞編訂室.英漢植物學名詞匯編[G].北京:科學出版社,1958.
[6]中國科學院自然科學名詞編訂室.英漢植物學名詞匯編[G].北京:科學出版社,1965.
[7]《英漢地質詞典》編輯組.英漢地質詞典[Z].北京:地質出版社,1983.
[8]中國科學院編輯出版委員會名詞室.綜合地質名詞[Z].北京:科學出版社,1957.
[9]武漢地質學院外語教研室.英漢常用地質學詞匯[Z].北京:科學出版社,1981.
[10]中國科學院南京地質古生物研究所.英漢古生物學詞匯[Z].北京:科學出版社,1994.
[11]中國科學院南京地質古生物研究所/植物研究所.中國植物化石(第一冊)中國古生代植物[M].北京:科學出版社,1974.