地球の最初の木の原始化石が奇妙な構造を明らかにする

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中国北西部で発見された3億7400万年もの樹木の化石を研究した後、研究者たちは発見をしました。化石は、これらの古代の木が木質ストランドの相互接続されたメッシュを持っていることを示した、と研究者たちは発見した。

英国のカーディフ大学の古植物学の上級講師である研究共同研究者のクリストファー・ベリー氏は、「それは奇妙なことだ」と語った。

2つの標本は、2012年と2015年に中国の新疆で、中国科学院の南京地質学および古生物学の研究主任研究者Hong-He Xuによって発見されました。標本は、恐竜が地球を歩くずっと前に、約3億9300万から3億2000万年前まで、中部デボン紀から石炭紀初期に存在していたことが知られている、クラドキシロプシッドと呼ばれる木のグループに属しています。

この場合、クラドキシロプシドの木のイラスト カラモフィトン 現在ドイツに住んでいた木。 (画像クレジット:Peter Geisen)

これらの発見に先立って、研究者たちは、ニューヨーク州北部のスコットランド、ドイツ、ギルボアなど、他の場所で発見された化石化足類を知っていました。しかし、これらの化石には、木の構造をマッピングするために必要な極端な詳細はありませんでした。たとえば、3億8500万年前のギルボアの切り株は砂に保存されていたため、解剖学を研究するのは難しいとベリー氏は語った。

「そのほとんどは砂だ。とても苛立たしい」とベリーはライブサイエンスに語った。 「このツリーがどのように成長するかを理解するためにさまざまなシナリオを考えましたが、それを理解することはできませんでした。」

火山環境は新しく発見された標本をニューヨークのクラドキシロプシド標本よりもはるかに詳細に保存したとベリー氏は語った。

古代の木の断面。黒い点はそれぞれ、通常の幹に年輪が1つしかない現代の木とは異なり、独自の年輪シリーズがあります。 (画像クレジット:Xu and Berry、2017年)

木の中の木

研究者は新たに発見された種に名前を付けました Xinicaulis lignescens、これは「新しい幹が木質になる」に変換されます(「Xin」はマンダリンで「新しい」を意味します。「caulis」はラテン語で「幹」を意味し、「lignescens」は「木質になる」というラテン語です)。

X. lignescens 何百という木部、木の根からその枝や葉まで水を運ぶ木質の管で満たされていました。現代の木のほとんどでは、木部は木の中心を上向きに移動し、毎年その周りに新しい年輪が追加されます。ヤシの木などの他の木では、木部は幹全体の海綿状組織に埋め込まれた鎖に見られます。

現代の木とは異なり、木部 X. lignescens 研究者は、幹の真ん中が中空であることを意味して、木の外側の2インチ(5センチ)だけにストランド状に配置しました。さらに、木部ストランドは支持ストランドのウェブで互いに接続されていると研究者たちは述べた。

古代の木の血管系の簡略化されたモデル。黒い線は、根から木の他の部分に水を運ぶ木質ストランドを表し、青色は支持ストランドを示し、オレンジは根を示します。支えとなる鎖(青)は、木が成長するにつれて引き裂かれ、その後回復します。 (画像クレジット:Xu and Berry、2017年)

驚いたことに、各木部には独自の成長リングのセットがありました。これらの数百の輪とそれらを支えるウェブが成長するにつれて、木は時間とともに太くなったと研究者達は発見した。の断面の検査 X. lignescens 大きな木の中の何百もの小さな木を見ているようなものだった、とベリーは言った。

クリストファーベリーはニューヨーク州北部で発見されたクラドキシロプシド標本の1つの隣でしゃがみます。 (画像クレジット:ウィリアムスタイン、Chris Berry提供)

木部が成長するにつれ、彼らは支持的なウェブを引っ張った。このウェブは壊れるでしょうが、その後それ自体を修復します、研究者達は火山的に保存された化石を研究することで発見しました。

「基本的には、個々のストランドが成長している様子と、ゆっくりと引き裂かれつつ同時に修復されているという事実がわかります」とBerry氏は述べています。 「それが、このことがどのように成長したかについての鍵です。それは信じられないほど複雑です。」

他のクラドキシロプシドの化石は、木がピラミッド状のベースが高くなるにつれて先細りになったことを示しています。新しい標本はこの奇妙な形の背後にあるメカニズムを明らかにします:木の直径が大きくなるにつれて、木部は木の側面から基部に行き、有名な平らな基部と先細の幹を作りました、と研究者達は言いました。

ベリーは彼がこれらの木を研究し続けることを計画していて、それらが大気からどれだけの炭素を捕獲できるか、そしてこれが気候にどのように影響したかを決定する予定であると言いました。

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