新疆發現3.7億年前植物化石 遠古大樹是怎樣長成的

新疆發現3.7億年前植物化石 遠古大樹是怎樣長成的

  據中國科學家表示，在新疆發現了3.7億年前的植物化石，這將大力促進我國的古生物研究，至少，通過這些化石，我們就能揭開遠古大樹是怎樣長成的神祕面紗。有了這些化石，科學家的許多猜測都能得到證實，是不可多得的物證。

地球上第一片森林中的樹木是如何生長壯大的?中國科學家在化石的幫助下，開始揭開其面紗。

地球上最早的森林出現在距今約3.9億年-3.6億年前的中泥盆世時期，它們的出現大幅度降低了地球大氣中的二氧化碳濃度，隨後，海洋中的四足類動物，如兩棲動物，開始上岸，逐漸演化出陸生生物。大約一億年後，恐龍出現在地球上。

新疆晚泥盆世最大的矽化樹幹野外照片，直徑可達70 cm。

10月23日下午，中國科學院南京地質古生物研究所研究員的徐洪河稱，遠古森林對古環境的強烈影響，使這一時期成為陸地生態系統發展的關鍵節點。但遠古植物是如何生長，變得枝繁葉茂，它們與現代植物在生長模式上有哪些差異?長期以來，人們缺乏科學證據。

24日凌晨，徐洪河、中國科學院南京地質古生物研究所王懌研究員，唐鵬副研究員、傅強副研究員等人在國際學術期刊《美國科學院院報》(PNAS)上發表論文，根據在中國新疆塔城地區發現的植物化石，他們提出了距今3.7億年前植物生長的理論模式。

這些化石被稱為矽化木，是枝蕨類植物的屍體，經過礦化(石化)的產物。

只有足夠粗壯、高大的植物才能形成森林。此前，人們通過對美國紐約州等地的化石材料證實，最早的森林出現在中泥盆世晚期，主要是由枝蕨類植物(Cladoxylopsida)所構成。這些植物可以長到越5米高。

但枝蕨類植物的樹幹是怎麼形成的，它們如何生長、壯大，它們與現生樹木有什麼差異，人們知之甚少。

徐洪河等人在中國新疆發現的枝蕨類植物化石為這些問題提供了答案。這些矽化木中，難得地儲存了枝蕨類植物樹幹的結構細節。

他們對這些化石進行多個角度進行切片，製作了近百枚厚的、薄的切片，然後進行觀察，並重建其三維結構。

新疆晚泥盆世矽化樹幹的橫截面。有的莖維管束正在分裂。字母代表不同的切片，數字為莖維管束的編號。研究人員發現，與現生樹木不同，枝蕨類植物的莖幹中的多個輸導組織形成一個網格系統，而現生樹木中只有一個輸導組織。

研究人員發現，枝蕨類植物的直徑可達70釐米。其粗壯的莖中至少有30枚獨立的維管束。這些維管束交錯排列，構成雙環狀的圓柱形的立體結構——維管束群。這些維管束不斷加粗生長，形成生長輪，即年輪。

維管束群外面就是枝蕨類植物的根，它們的不斷分生、增長，一同讓枝蕨類植物成為參天大樹。

徐洪河表示，這種生長模式與現生樹木明顯不同。現生樹木的生長加粗，如年輪，都來自單一木質部的增生，而非多個維管束系統。

徐洪河說，3.7億年前，遠古森林裡遮天蔽日的枝蕨類植物，現在已經滅絕，人們只能通過其化石一窺端倪，並看到原始陸生生態系統的影子。

據徐洪河介紹，他一直從事早期陸生植物演化研究，自2006年博士畢業，就在新疆和中國華南等地開展地質調查和相關的地層學古生物學研究工作。新疆塔城在3.74億年前，是面積狹小的火山島弧，島上的火山頻繁噴發。島弧上靠近海岸的區域生長著一些樹木和低矮的植物。這些樹木、植物在地質演化歷史中，部分成為化石，被保留下來。

2012年，徐洪河等人首次在新疆塔城地區的戈壁灘上發現了矽化儲存的化石材料，但在野外只能識別出一些不明顯的細胞結構。

2015年，他再次去新疆時候，發現了這些化石中最大的樹幹(直徑70 cm)。2016年，他們把這個“大樹幹”運回了位於南京的中國科學院南京地質古生物研究所。

徐洪河表示，目前這一化石還在研究所的院子裡，有大量的問題有待後續研究。該化石只保留了植物樹幹基部位置，目前還無法得知該植物的具體形態。