世界上最早的原始森林是如何生長的?它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和今天的樹木有什么不同?10月24日,中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員徐洪河和他的合作伙伴在《美國科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)上發(fā)表論文,根據(jù)他們在新疆塔城地區(qū)發(fā)現(xiàn)的枝蕨類植物化石,提出距今3.7億年前植物生長的理論模式。

　　據(jù)了解,早在中泥盆世至晚泥盆世時(shí)期(距今約3.9至3.6億年),地球上就已出現(xiàn)了最早的森林,當(dāng)時(shí)森林里的植物和今天人類看到的不同,森林成員主要包括三大類:石松類、前裸子植物、枝蕨類。它們的出現(xiàn)大幅度降低了地球大氣中的二氧化碳濃度,對(duì)其后包括人類在內(nèi)的所有陸地生物的起源和演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

　　這三類植物中,枝蕨類植物由于化石標(biāo)本少,加上早在2.6億年前已經(jīng)滅絕,它的生長模式一直是個(gè)謎。

　　2012年,徐洪河和他的合作伙伴在新疆塔城地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了枝蕨類植物的化石標(biāo)本,他們對(duì)這些化石進(jìn)行多個(gè)角度進(jìn)行切片,制作了近百枚厚的、薄的切片,然后進(jìn)行觀察,并重建其三維結(jié)構(gòu),破譯出這種遠(yuǎn)古植物的生長密碼。

　　研究人員發(fā)現(xiàn),枝蕨類植物的直徑可達(dá)70厘米,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常獨(dú)特,至少30枚獨(dú)立的莖維管束交錯(cuò)排列,構(gòu)成雙環(huán)狀的圓柱形維管束群,維管束群外圍布滿了根維管束。這些維管束均具有明顯的次生木質(zhì)部和加粗生長,也具有生長輪(年輪)。

　　“枝蕨類植物生長模式與現(xiàn)生樹木明顯不同,現(xiàn)生樹木的生長加粗,如年輪,都來自單一木質(zhì)部的增生。而枝蕨類植物生長關(guān)鍵在它的莖維管束,莖維管束不斷分裂重組,越變越多,就會(huì)使樹木不斷變高變粗”,徐洪河說,通過研究,他們發(fā)現(xiàn),構(gòu)成早期森林的枝蕨類植物的這種加粗生長方式,與現(xiàn)代植物中的某些單子葉植物具有一定的相似性。