世界上最早的原始森林是如何生长的?它们的内部结构和今天的树木有什么不同?10月24日,中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐洪河和他的合作伙伴在《美国科学院院报》(PNAS)上发表论文,根据他们在新疆塔城地区发现的枝蕨类植物化石,提出距今3.7亿年前植物生长的理论模式。

　　据了解,早在中泥盆世至晚泥盆世时期(距今约3.9至3.6亿年),地球上就已出现了最早的森林,当时森林里的植物和今天人类看到的不同,森林成员主要包括三大类:石松类、前裸子植物、枝蕨类。它们的出现大幅度降低了地球大气中的二氧化碳浓度,对其后包括人类在内的所有陆地生物的起源和演化产生了深远的影响。

　　这三类植物中,枝蕨类植物由于化石标本少,加上早在2.6亿年前已经灭绝,它的生长模式一直是个谜。

　　2012年,徐洪河和他的合作伙伴在新疆塔城地区陆续发现了枝蕨类植物的化石标本,他们对这些化石进行多个角度进行切片,制作了近百枚厚的、薄的切片,然后进行观察,并重建其三维结构,破译出这种远古植物的生长密码。

　　研究人员发现,枝蕨类植物的直径可达70厘米,它的内部结构非常独特,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)。

　　“枝蕨类植物生长模式与现生树木明显不同,现生树木的生长加粗,如年轮,都来自单一木质部的增生。而枝蕨类植物生长关键在它的茎维管束,茎维管束不断分裂重组,越变越多,就会使树木不断变高变粗”,徐洪河说,通过研究,他们发现,构成早期森林的枝蕨类植物的这种加粗生长方式,与现代植物中的某些单子叶植物具有一定的相似性。