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        鱗皮“怪樹”

        2021-09-26 01:28:42邵峰
        大自然探索 2021年7期
        關(guān)鍵詞:印痕殘骸壓痕

        邵峰

        奇怪的化石

        1991年,澳大利亞一家博物館收到一件奇怪的化石樣本。它來自一個(gè)采石場(chǎng),其表面有類似爬行動(dòng)物鱗片的菱形印痕。博物館員工對(duì)它的來源感到疑惑,但他們最終排除了那些菱形印痕是現(xiàn)代挖掘工具印痕的可能性,一致認(rèn)為這件樣本是一塊真正的生物印?;H欢?,沒有人能說清楚究竟是哪種生物留下了這些奇怪的印記。于是,這個(gè)標(biāo)本成了博物館中的一塊神秘化石。

        2010年,在古生物學(xué)家格拉姆幫助下,這塊化石終于被確認(rèn)身份。原來,它是一類古老植物外皮的印?;?,這種植物被稱為鱗木。鱗木有魚鱗狀的外皮,主干粗且直,底部主干直徑可達(dá)2米,植株高可達(dá)50米,長(zhǎng)有針狀葉。

        鱗木存在于3.59億~2.99億年前的石炭紀(jì),這是早期陸地植物在地球上的鼎盛時(shí)期。石炭紀(jì)名稱的由來,是因?yàn)榈刭|(zhì)學(xué)家在這個(gè)時(shí)期的古地層中發(fā)現(xiàn)了大量由鱗木、蕨類和其他早期植物殘骸堆積形成的化石燃料——煤。鱗木生長(zhǎng)速度極快,只需15年就能長(zhǎng)到近50米高,并在結(jié)出孢子后不久集體死去。在當(dāng)時(shí),鱗木覆蓋亞洲、歐洲和北美洲的大部分溫帶沼澤和森林。

        鱗木是一類長(zhǎng)得十分高大的蕨類植物(還原圖)

        是蕨類,不是樹

        在大量化石樣本的基礎(chǔ)上,科學(xué)家不但對(duì)鱗木的結(jié)構(gòu)了若指掌,也感慨這些遠(yuǎn)古植物的與眾不同。和蕨類植物一樣,鱗木通過孢子而非種子繁殖。鱗木會(huì)在枝條末端上結(jié)出像玉米那樣的孢子囊,囊中的孢子落入鱗木下方的水體中,從而被帶到其他土地上,開始萌發(fā)。

        鱗木屬于石松植物,它們并不是樹,而是多種高大蕨類的統(tǒng)稱,是一類十分原始的維管植物。維管的出現(xiàn)賦予植物兩大優(yōu)勢(shì):一是,維管組織就好比植物吸取水分的管道,方便植物在體內(nèi)運(yùn)輸水分;二是,在構(gòu)成維管組織的堅(jiān)硬木質(zhì)素支撐下,植物可以長(zhǎng)得很高,再也不用像苔蘚等非維管植物那樣貼著地面生長(zhǎng)。

        不過,支撐鱗木的主要組織并非是維管組織(木質(zhì)部),而是鱗木的周皮組織。鱗木的周皮層尤其厚實(shí)?,F(xiàn)代喬木的周皮層厚度通常僅為幾毫米,而鱗木橫截面的絕大部分都是周皮層,木質(zhì)部只占很小一部分。可見,鱗木是靠著“皮”而屹立不倒的。

        密集的菱形壓痕布滿鱗木化石的主干和枝條表面,這些壓痕呈螺旋狀排列。鱗木外皮上的菱形壓痕并非鱗片,而是葉留下的疤痕。鱗木在幼苗階段長(zhǎng)得像奶瓶刷,隨著鱗木不斷生長(zhǎng),低層的針葉脫落,從而留下獨(dú)特的菱形疤痕。

        泥炭沼澤植被

        為自己送終

        鱗木的根沒有今天的喬木扎得深,一次猛烈風(fēng)暴就能刮倒成片的鱗木。鱗木生長(zhǎng)速度快,壽命也較短,因此它們是非常有效的固碳植物,能將大氣中的二氧化碳大量合成纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等有機(jī)物。在鱗木最繁盛的時(shí)期,今天歐洲和北美洲近半數(shù)的生物量都來自鱗木,它們?yōu)槭考o(jì)的巨型昆蟲和早期爬行動(dòng)物提供居所和食物。

        不過,鱗木的超級(jí)固碳能力最終也導(dǎo)致了它們的滅亡。在鱗木生活的石炭紀(jì),微生物還無法分解木質(zhì)素,這意味著微生物無法分解死去鱗木的殘骸,也就無法將鱗木固定的二氧化碳?xì)w還到大氣中。同時(shí),大氣中二氧化碳過少引發(fā)“逆溫室效應(yīng)”,地表年均溫度逐年下降。再加上火山爆發(fā)產(chǎn)生的噴發(fā)物上升到平流層,長(zhǎng)時(shí)間遮蔽本該照射到地面的陽光。種種因素導(dǎo)致地球進(jìn)入十分寒冷的冰期,大量植物在此期間滅亡。這次大滅絕事件被稱為“石炭紀(jì)雨林崩潰事件”。翼展達(dá)70厘米的巨脈蜻蜓和體長(zhǎng)2.4米的節(jié)胸蜈蚣,就是在這次滅絕事件中銷聲匿跡的。

        不過,鱗木留下了一筆寶貴的遺產(chǎn)。鱗木等植物的殘骸不斷堆積在地表,并被沉積物逐漸掩埋。經(jīng)過漫長(zhǎng)的歲月,這些埋在地下的早期植物殘骸在高溫高壓下逐漸脫水,形成厚厚的泥炭地層,而后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹置?、煙煤,并最終形成無煙煤。這些無煙煤中的一部分被火力發(fā)電廠作為燃料發(fā)電,點(diǎn)亮了千家萬戶。

        鱗木生活的泥炭沼澤(想象圖)

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