鳞皮“怪树”

奇怪的化石

1991年,澳大利亚一家博物馆收到一件奇怪的化石样本。它来自一个采石场,其表面有类似爬行动物鳞片的菱形印痕。博物馆员工对它的来源感到疑惑,但他们最终排除了那些菱形印痕是现代挖掘工具印痕的可能性,一致认为这件样本是一块真正的生物印模化石。然而,没有人能说清楚究竟是哪种生物留下了这些奇怪的印记。于是,这个标本成了博物馆中的一块神秘化石。

2010年,在古生物学家格拉姆帮助下,这块化石終于被确认身份。原来,它是一类古老植物外皮的印模化石,这种植物被称为鳞木。鳞木有鱼鳞状的外皮,主干粗且直,底部主干直径可达2米,植株高可达50米,长有针状叶。

鳞木存在于3.59亿~2.99亿年前的石炭纪,这是早期陆地植物在地球上的鼎盛时期。石炭纪名称的由来,是因为地质学家在这个时期的古地层中发现了大量由鳞木、蕨类和其他早期植物残骸堆积形成的化石燃料——煤。鳞木生长速度极快,只需15年就能长到近50米高,并在结出孢子后不久集体死去。在当时,鳞木覆盖亚洲、欧洲和北美洲的大部分温带沼泽和森林。

鳞木是一类长得十分高大的蕨类植物(还原图)

是蕨类,不是树

在大量化石样本的基础上,科学家不但对鳞木的结构了若指掌,也感慨这些远古植物的与众不同。和蕨类植物一样,鳞木通过孢子而非种子繁殖。鳞木会在枝条末端上结出像玉米那样的孢子囊,囊中的孢子落入鳞木下方的水体中,从而被带到其他土地上,开始萌发。

鳞木属于石松植物,它们并不是树,而是多种高大蕨类的统称,是一类十分原始的维管植物。维管的出现赋予植物两大优势:一是,维管组织就好比植物吸取水分的管道,方便植物在体内运输水分;二是,在构成维管组织的坚硬木质素支撑下,植物可以长得很高,再也不用像苔藓等非维管植物那样贴着地面生长。

不过,支撑鳞木的主要组织并非是维管组织(木质部),而是鳞木的周皮组织。鳞木的周皮层尤其厚实。现代乔木的周皮层厚度通常仅为几毫米,而鳞木横截面的绝大部分都是周皮层,木质部只占很小一部分。可见,鳞木是靠着“皮”而屹立不倒的。

密集的菱形压痕布满鳞木化石的主干和枝条表面,这些压痕呈螺旋状排列。鳞木外皮上的菱形压痕并非鳞片,而是叶留下的疤痕。鳞木在幼苗阶段长得像奶瓶刷,随着鳞木不断生长,低层的针叶脱落,从而留下独特的菱形疤痕。

泥炭沼泽植被

为自己送终

鳞木的根没有今天的乔木扎得深,一次猛烈风暴就能刮倒成片的鳞木。鳞木生长速度快,寿命也较短,因此它们是非常有效的固碳植物,能将大气中的二氧化碳大量合成纤维素、半纤维素和木质素等有机物。在鳞木最繁盛的时期,今天欧洲和北美洲近半数的生物量都来自鳞木,它们为石炭纪的巨型昆虫和早期爬行动物提供居所和食物。

不过,鳞木的超级固碳能力最终也导致了它们的灭亡。在鳞木生活的石炭纪,微生物还无法分解木质素,这意味着微生物无法分解死去鳞木的残骸,也就无法将鳞木固定的二氧化碳归还到大气中。同时,大气中二氧化碳过少引发“逆温室效应”,地表年均温度逐年下降。再加上火山爆发产生的喷发物上升到平流层,长时间遮蔽本该照射到地面的阳光。种种因素导致地球进入十分寒冷的冰期,大量植物在此期间灭亡。这次大灭绝事件被称为“石炭纪雨林崩溃事件”。翼展达70厘米的巨脉蜻蜓和体长2.4米的节胸蜈蚣,就是在这次灭绝事件中销声匿迹的。

不过,鳞木留下了一笔宝贵的遗产。鳞木等植物的残骸不断堆积在地表,并被沉积物逐渐掩埋。经过漫长的岁月,这些埋在地下的早期植物残骸在高温高压下逐渐脱水,形成厚厚的泥炭地层,而后又逐渐转变为褐煤、烟煤,并最终形成无烟煤。这些无烟煤中的一部分被火力发电厂作为燃料发电,点亮了千家万户。

鳞木生活的泥炭沼泽(想象图)

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午8:57。
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