是的，你沒聽錯！看似風馬牛不相及的金魚草（開花美麗，常作觀賞）和芝麻（我們吃的芝麻油、芝麻糊的來源），在植物分類學上確實是“親戚”，它們都屬于玄參科這個大家族。這要歸功于現(xiàn)代分子系統(tǒng)學（基因關系圖譜解析）帶來的分類學革命。
以下是詳細的解析：
傳統(tǒng)分類的局限：
- 在基于形態(tài)特征（花、葉、果實等）的傳統(tǒng)分類系統(tǒng)里，金魚草毫無疑問被歸入玄參科。玄參科傳統(tǒng)上包含許多我們熟悉的植物，如玄參、地黃、毛地黃、柳穿魚等，它們的花通常具有獨特的二唇形結構。
- 芝麻則長期被歸入一個獨立的科——胡麻科。芝麻的植株形態(tài)、花的結構（筒狀、裂片相對均勻，不像典型的二唇形）、重要的經(jīng)濟價值（種子榨油）都讓它看起來與玄參科的成員差異很大。
分子系統(tǒng)學（基因圖譜）的突破：
- 隨著DNA測序技術的發(fā)展，科學家們開始通過比較不同植物物種的基因序列（如葉綠體基因 rbcL, matK， 核基因 ITS 等）來重建它們的進化關系，繪制“基因關系圖譜”（即系統(tǒng)發(fā)育樹）。
- 大量的分子系統(tǒng)學研究（特別是APG系統(tǒng)）揭示了一個驚人的事實：傳統(tǒng)的玄參科、爵床科、紫葳科、胡麻科、列當科、苦苣苔科、車前科等多個科，在基因?qū)用嫔嫌兄浅＝挠H緣關系，它們共同構成了一個龐大的單系群（即擁有一個共同祖先，且包含了該祖先所有后代的類群）。
玄參科的重定義與擴大：
- 為了反映真實的進化歷史，最新的分類系統(tǒng)（如APG IV）對這個龐大的單系群進行了重組。
- 核心決定： 玄參科這個名稱被保留下來，但它的范圍被極大地擴展了。
- 合并與納入： 傳統(tǒng)的胡麻科、車前科、列當科、苦苣苔科、部分爵床科和紫葳科的屬等，都被并入了重新定義的玄參科中。
- 結果： 金魚草（代表傳統(tǒng)玄參科成員）和芝麻（代表傳統(tǒng)胡麻科成員）現(xiàn)在都被歸類于同一個擴大的玄參科之下。它們在系統(tǒng)發(fā)育樹上屬于同一個大的分支。
它們的關系有多近？
- 雖然同屬玄參科，但金魚草和芝麻在龐大的玄參科家族中屬于不同的亞群或族。
- 金魚草：屬于玄參科下的 Antirrhineae族（金魚草族），這個族還包括柳穿魚等，以典型的“龍頭”狀二唇形花為特征（昆蟲落在下唇上，花柱彎曲下來給昆蟲授粉）。
- 芝麻：屬于玄參科下的 Pedaliaceae亞科/族（芝麻亞科/族）。這個亞科保留了原來胡麻科的主要特征，包括常具有腺毛、蒴果常有喙或刺、種子常含油等。
- 關系定位： 它們就像是一個大家族里的堂（表）兄妹的關系。它們擁有一個相對較近的共同祖先（這個祖先生活在數(shù)百萬甚至數(shù)千萬年前），但這個共同祖先的后代分化成了不同的支系。金魚草所在的支系和芝麻所在的支系是玄參科內(nèi)并列的旁系群。它們的親緣關系比各自與玄參科內(nèi)其他遙遠成員（比如地黃、毛地黃所在的支系）要近得多，但也不是最直接的姐妹群。
為什么形態(tài)差異如此巨大？
- 適應性輻射： 在漫長的進化過程中，玄參科這個共同祖先的后代適應了極其多樣化的環(huán)境（從溫帶草地到熱帶雨林，從濕地到沙漠）和不同的傳粉者（昆蟲、鳥類、蝙蝠等）。
- 自然選擇： 為了在不同的環(huán)境中生存和繁衍，不同支系的植物演化出了截然不同的形態(tài)特征。金魚草發(fā)展出復雜的花結構吸引特定昆蟲傳粉；芝麻則演化出高產(chǎn)油質(zhì)種子的能力，其花結構相對簡單但高效。
- 趨同演化/趨異演化： 表面形態(tài)的巨大差異是趨異演化的結果——為了適應不同生態(tài)位，后代變得越來越不像。而分子證據(jù)揭示的深層親緣關系，則是它們共享祖先基因“藍圖”的證明。
總結：
- 基因圖譜解析（分子系統(tǒng)學） 徹底改變了我們對植物親緣關系的認識。
- 傳統(tǒng)上分開的金魚草（玄參科）和芝麻（胡麻科），基于共同的基因特征，被歸入了重新定義的、范圍大大擴展的玄參科。
- 它們是玄參科這個龐大家族里的較近的“親戚”（旁系群），就像堂兄妹。
- 它們巨大的形態(tài)差異是漫長進化過程中適應不同環(huán)境的結果（適應性輻射、趨異演化）。
- 這個例子生動地說明了：外表（形態(tài)）可能具有欺騙性，但基因（DNA）忠實地記錄著演化的歷史。
所以，下次當你欣賞美麗的金魚草或者品嘗香噴噴的芝麻時，可以想想它們之間幾千萬年前是一家子的奇妙聯(lián)系！這就是現(xiàn)代科學揭示的生命之樹的魅力。
