Rare 3D fossils show that some early trees had forms unlike any you've ever seen

在化石记录中,树木通常只保留了树干。它们通常不包括任何叶子,以显示它们的树冠和整体形状可能是什么样子。但现在,研究人员在《当代生物学》杂志上发表报告,描述了来自加拿大新不伦瑞克省的树木化石,它们具有令人惊讶且独特的三维树冠形状。

缅因州沃特维尔科尔比学院的罗伯特·加斯多说:“这棵树在它细长的树干周围长出巨大的长叶子的方式,以及在短树干上的绝对数量,令人吃惊。”

他解释说,这些有3.5亿年历史的树木看起来有点像蕨类植物或棕榈树,尽管棕榈树直到3亿年后才出现。然而,蕨类植物或棕榈树的功能叶聚集在顶部,相对较少。

加斯多说:“相比之下,圣福迪亚考利树在树干周围保存了250多片叶子,每片部分保存的叶子从树干延伸出1.75米。”

“我们估计每片叶子在终止之前至少又长了一米。这意味着“瓶刷”有一个浓密的叶子冠层,在树干周围延伸至少5.5米(或18英尺),树干不是木质的,直径只有16厘米(或0.5英尺)。至少可以说令人吃惊。”

这项工作是通过与新不伦瑞克博物馆、圣约翰和哈利法克斯圣玛丽大学的马修·斯廷森和奥利维亚·金的长期国际合作而成为可能的。

研究人员的发现为植物和乔木的进化提供了重要的见解,乔木指的是植物长到树的高度,或者成熟时至少15英尺。研究人员说,它们还提醒我们,在地球生命的历史上,曾经存在过一些树木,它们看起来与我们以前见过的任何树木都不一样,有些看起来像是苏斯博士的想象。

Rare 3D fossils show that some early trees had forms unlike any you've ever seen

“我们都对树的样子有一个心理概念,这取决于我们生活在地球上的哪个地方,我们对熟悉的东西有一个愿景,”加斯多多说。“我们报告的化石在生命史上是独特的,是一种奇怪的生长形式。这是森林植物经历生物多样化时期的进化实验之一,而且这种形式似乎是短暂的。”

这些有争议的化石是由地震引起的,沿着裂谷湖边缘的树木和其他植被被灾难性地掩埋而保存下来的。第一棵树化石是大约七年前在采石场出土的,但它只包括一个部分样本。加斯多多说,同一种植物的另外四个标本花了几年时间才被发现,它们的空间距离很近。

其中一个标本揭示了叶子是如何从树顶脱落的,这使得它“绝对独特”。研究人员说,在跨度超过4亿年的化石记录中,这是为数不多的几个保留了树干的化石之一,树干周围仍然附着着冠叶。

“任何有完整树冠的树化石在生命史上都是罕见的,”加斯多多说。“把冠叶附着在树干上,它本身就回避了这样的问题:它是一种什么样的植物,这种植物是如何组织的,它是某种延续至今的形式,还是它超出了树的‘正常’概念?”所有这些问题,以及更多的问题,导致了这个多年的努力。”

研究人员报告说,这棵树可能依赖于它不寻常的生长形式,以最大限度地吸收光线,减少与地面上其他植物的竞争。他们认为,这棵树现在代表了在更高的森林冠层下生长的小树的最早证据。

这意味着早石炭纪时期的植物生活比预期的要复杂得多,这表明Sanfordiacaulis生活在一个植物“试验”各种可能的形式或结构的时代。

“陆地上的生命史由植物和动物组成,它们与现在的任何生物都不一样,”加斯多说。

“在远古时代运作的进化机制导致生物体成功地生存了很长一段时间,但它们的形状、形式、生长结构和生活史采取了不同的轨迹和策略。罕见和不寻常的化石,如新不伦瑞克树,只是殖民我们星球的一个例子,但这是一个不成功的实验。”