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经古植物学家研究发现，莲属植物在被子植物大家族兴旺之前，即在距今约一亿三千五百万年的北半球的许多水域已有生长分布。据资料记载，莲属( Nelumbo Gaertn) 植物发现于北美地区和黑龙江流域的白垩纪以及俄罗斯的萨哈林岛（库页岛）和日本的渐新世和中新世地层中。20世纪70年代，据地质勘探与古生物研究者共同研究发现：在我国辽宁省盘山县、天津市北大港区、山东省垦利县及广饶县，以及河北省沧州市等地发现了两种荷花的孢粉化石。另外，在位于第三纪热带植物地理区内的我国海南省琼山区长昌盆地地层中，也发现了莲属植物的化石。
研究证明，在一亿三千五百万年前，荷花就遍布亚洲、欧洲、北美洲、非洲和大洋洲的水域地区，据估计当时有10～12个荷花种存在。由于冰期的到来，全球降温，大量植物被冻死，荷花也不例外，只有两个荷花种幸免于难，即中国荷花和被迫漂迁到北美洲大陆的美洲（美国）黄莲花。古植物学家们经考古研究指出，在日本北海道等地发掘（约200万年前）的莲化石，和现代的中国莲相似。古植物学家徐仁教授于20世纪70年代在柴达木盆地发掘的距今至少有1000万年的荷叶化石，和现代的荷叶也相似。以上事实说明荷花是冰期以前的古老植物，它和水杉、银杏、鹅掌楸、北美红杉等植物一样，未被冰期的冰川吞噬而幸存至今。
此外，我国考古学者在新石器时期的遗址中也发现了荷花遗存。1973年，在浙江余姚罗江村的河姆渡文化遗址中，发现有水生植物花粉带，其中有香蒲、荷、菱等的花粉化石，经C-14测定，距今已有7000多年的历史；同年在河南郑州北部大河村发掘的仰韶文化房基遗址中发现有碳化粮食和两粒莲子，经C-14测定，距今有5000多年；1987年在湖南石门县的殷商古墓中发现有碳化莲子，距今约3500年。上述考古研究证明，至少在3500～5000年之前，荷花在我国黄河和长江流域中、下游就已广为分布，并供人们食用了。
目前，我国黑龙江省抚远、虎林、同江、尚志乃至最北端的漠河等地的湖沼地中仍有大面积野生荷花的分布。