直到最近，人们认为葡萄植物首次出现在欧洲的时间不到2300万年前。然而，最近关于化石植物的研究提出了不同的观点，暗示葡萄植物的祖先实际上在大约4100万年前就已经存在于欧洲。这项研究强调了一种新发现的化石物种Nekemias mucronata，为这一植物科在4000万到2300万年前在欧洲繁盛的演化历程提供了新的视角。
曾经人们认为葡萄科植物在2300万年前才到达欧洲大陆。最近对化石植物的研究改变了这一看法，表明葡萄植物的祖先大约在4100万年前就已经存在于欧洲。这项研究确定了一种新化石物种Nekemias mucronata，增强了我们对这一植物群在4000万到2300万年前在欧洲存在的演化路径的理解。
这项研究发表在《系统与进化杂志》（Journal of Systematics and Evolution，JSE）上，由巴塞罗那大学地球科学系和生物多样性研究所（IRBio）的Aixa Tosal主导。文章还得到了来自生物多样性研究所（IRBio）和加泰罗尼亚古生物学研究所（ICP）的Alba Vicente，以及来自斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的Thomas Denk的贡献。
葡萄科的新祖先
葡萄科（Vitaceae）大约包括950个物种，并被分为五个族，这些族是介于科和属之间的分类组。其中一个族Viteae由200种物种组成，其中包括经济意义重大的葡萄藤（Vitis vinifera）。新研究聚焦于包含47种物种的族Ampelopsideae。
“我们的研究挑战了之前被接受的观点，揭示了Ampelopsis和Nekemias支系在中始新世（大约4700万到3700万年前）期间已经在欧洲和中亚建立。这表明它们的扩散早于之前的想法大约2000万年，”来自巴塞罗那大学地球与海洋动力学系的主要作者Aixa Tosal表示。
“值得注意的是，我们的研究发现，当前仅在北美发现的一个支系曾经已经存在于欧洲和中亚，这得益于化石物种Nekemias mucronata的发现，它与北美的Nekemias arborea非常相似。化石Nekemias mucronata与其现存的最近亲Ampelopsis hibschii共同生存，”Tosal进一步解释。相反，Ampelopsis orientalis采取了不同的扩散路线，如今仅在东地中海发现。“这项研究增强了我们对Ampelopsideae族在古新世第二波扩散期间，尤其是在欧洲和中亚演化的理解，”Tosal补充道。
Nekemias mucronata在晚始新世到晚渐新世（3700万到2300万年前）期间繁盛。它似乎在多种气候条件下都能生存，从气温低到-4.6°C的地区（如在渐新世时的哈萨克斯坦）到在渐新世时的伊比利亚半岛的温暖区域，以及中欧的温和气候区域。
“N. mucronata对降雨量并不特别挑剔，生长在降雨量高且低变动性的地区，如渐新世时期的中欧，以及同一时期的伊比利亚半岛和希腊，”来自ICP的Alba Vicente表示。“这种化石物种具有复叶结构，这一特征在多个藤本植物物种中共享。虽然确切的叶片数量难以确定，但每片叶子至少可能有三片。我们已经识别出顶端和侧面叶片之间的共同特征，使它们与其他欧亚的化石藤本植物区别开来，”她解释道。“Nekemias mucronata之所以与众不同，是因为叶片齿的顶端有刺，这也是它名字的由来。顶端叶片的基部呈直线形状，这在与其他欧亚化石物种形成鲜明对比，它们通常在叶柄附近具有凹口，”Vicente补充道。
Ampelopsideae通过大西洋桥或白令海峡扩散
葡萄科的最早记录位于印度的上白垩纪沉积物中（7500万到6500万年前）。这一支系在美洲的最早证据可追溯到上始新世，约3940万年前，而Ampelopsis和Nekemias支系在大约同一时间出现在欧洲和中亚。
这些物种是如何在过去扩散的？这两个族的分歧被认为发生在上白垩纪和上始新世之间，虽然许多方面仍不清楚，但它们似乎在迅速地扩散和演化。目前的数据，与分子钟技术一致，表明Ampelopsideae可能采取了两条迁徙路径中的一条或两者的结合。第一种提议的路线认为，这个科起源于印度，然后在中始新世（4700万到3700万年前）期间迁移到中亚和欧洲，继而通过格林兰继续到达美洲，”Thomas Denk解释道。“或者，在Vitaceae科在印度出现后，Ampelopsideae族可能在中始新世（4700万到3700万年前）期间向东扩展，从亚洲出发，然后通过白令海峡到达美洲，最终沿北大西洋地峡抵达欧洲，”Denk建议。
虽然这两种物种的扩散似乎并未直接与气候变化相关，但伊比利亚半岛和南欧在渐新世时期的日渐干旱可能为N. mucronata在该地区最后已知种群（2700万到2300万年前）灭绝提供了合理的解释。同时，Ampelopsis hibschii被限于巴尔干地区，并最终在大约1500万年前灭绝。
“然而，关于扩散初期阶段（从晚白垩纪到古新世）的问题仍然很多。因此，我们希望继续对这一科的研究，希望揭示在6600万到4100万年前之间它们早期聚集阶段发生的事情，”研究团队总结道。
