揭秘植物硅化石现身背后的古老森林生长奥秘

科技日报南京10月24日电　 记者张晔

3.7亿年前，地球大陆渐渐披上绿色，一种枝蕨类植物开始“野蛮”生长，迅速扩张为地球最早的森林。大自然赋予它怎样的力量不断增粗增高？它的内部结构与现在的树木有何差别？过去人类一无所知。中外科学家团队于24日在线发表在《美国科学院院报》的一项成果，为人们揭开了它的神秘面纱。

泥盆纪，尤其是中泥盆世至晚泥盆世时期（距今约3.9—3.6亿年），地球上出现了最早的森林，大气二氧化碳的浓度陡然降低，对其后包括人类在内的所有陆地生物的起源和演化都产生了深远的影响。

已有的证据显示，最早的森林出现在中泥盆世晚期，主要是由枝蕨类植物构成。但之前发现的枝蕨类植物化石，仅有铸型和压型保存，无法了解它是如何增粗增高的。

中国科学院南京地质古生物研究所的徐洪河研究员、王怿研究员，唐鹏副研究员、傅强副研究员等人在新疆塔城发现了一块距今约3.7亿年的硅化保存的植物化石，显示出了枝蕨类植物独特的内部解剖结构。他们与英美学者对化石内部“骨骼”的研究，识别出了枝蕨类植物类群加粗生长的模式，重建了枝蕨类植物的生长模型。

这块化石最大直径达70厘米，据估算这棵枝蕨的高度大约为5—6米，是迄今发现的最早的硅化木。它内部结构独特，至少30枚独立的茎维管束交错排列，构成双环状的圆柱形维管束群，维管束群外围布满了根维管束。这些维管束均具有明显的次生木质部和加粗生长，也具有生长轮（年轮）。

徐洪河介绍说，此类枝蕨类植物的茎维管束彼此交错成复杂的立体网格，植物体在生长过程中，通过增大单个茎维管束的直径以及不断分生出新的根，而改变维管束群的立体网格结构，进而完成加粗生长，同时，植物也变得越发高大。构成早期森林的枝蕨类植物这种加粗生长的方式与现代植物中的某些单子叶植物具有一定的相似性。

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