Primordial fossiler av jordens første trær avslører deres bisarre struktur

Pin
Send
Share
Send

Forskere gjorde funnet etter å ha studert fossilene til 374 millioner år gamle trær funnet i Nord-Kina. Fossilene viste at disse eldgamle trærne hadde et sammenkoblet nett av trettråder, fant forskerne.

"Det er bare bisart," sa studieforsker Christopher Berry, universitetslektor for paleobotany ved Cardiff University i Storbritannia.

De to prøvene ble funnet i 2012 og 2015 i Xinjiang, Kina, av studieledets forsker Hong-He Xu, fra Nanjing Institute of Geology and Palaeontology ved det kinesiske vitenskapsakademiet. Eksemplene tilhører en gruppe trær kjent som kladoksylopsider, som er kjent for å ha eksistert fra Midt-Devonian til de tidlige karbonforholdsperioder, fra rundt 393 millioner til 320 millioner år siden, lenge før dinosaurer vandret jorden.

En illustrasjon av kladoksylopsidtrær, i dette tilfellet Calamophyton trær som bodde i det som nå er Tyskland. (Bildekreditt: Peter Geisen)

Før disse funnene, visste forskere om fossiliserte kladoksylopsider fra andre steder, inkludert Skottland, Tyskland og Gilboa, i staten New York. Disse fossilene hadde imidlertid ikke den ekstreme detaljene som trengs for å kartlegge trærnes anatomi. For eksempel ble de 385 millioner år gamle Gilboa-stubbene bevart i sand, noe som gjorde det utfordrende å studere deres anatomi, sa Berry.

"Det meste er bare sand. Det er veldig frustrerende," sa Berry til Live Science. "Vi kom med forskjellige scenarier for å prøve å finne ut hvordan dette treet ville vokse, men vi klarte bare ikke å finne ut av det."

Et vulkansk miljø bevart de nyfundne eksemplene i mye mer detalj enn cladoxylopsid-eksemplene i New York, sa Berry.

Et tverrsnitt av det gamle treet. Hver av de svarte prikkene har sin egen treringserie, i motsetning til moderne trær, som vanligvis bare har en treringserie i bagasjerommet. (Bildekreditt: Xu og Berry, 2017)

Trær i trær

Forskerne ga navn til den nyfundne arten Xinicaulis lignescens, som betyr "ny stamme blir woody" ("Xin" betyr "ny" på mandarin; "caulis" betyr "stilk" på latin "og" lignescens "er latin for" å bli woody. ")

X. lignescens ble fylt med hundrevis av xylemer, woody rør som fører vann fra røttene til treet til dets grener og blader. I de fleste moderne trær går xylemen opp i sentrum av treet, og det legges til en ny vekstring hvert år rundt det. I andre trær, for eksempel palmer, finnes xylemen i tråder som er innebygd i svampaktig vev i hele bagasjerommet.

I motsetning til moderne trær, er xylems av X. lignescens var ordnet i tråder på bare de ytre 5 centimeter av treet, noe som betydde at midten av bagasjerommet var hul, fant forskerne. Hva mer er, xylem-strengene var koblet til hverandre med et nett av støttende tråder, sa forskerne.

En forenklet modell av det gamle treets vaskulære system. De svarte linjene representerer xylemstrengene som fører vann fra røttene til resten av treet, de blå viser de støttende strengene og appelsinen viser røttene. Støttestrengene (blå) ville rive og deretter heles når treet vokste. (Bildekreditt: Xu og Berry, 2017)

Overraskende nok hadde hver xylem sitt eget sett med vekstringer. Etter hvert som disse hundrevis av ringene og deres støttende nett vokste, ble treet fetere over tid, fant forskerne. Undersøker tverrsnitt av X. lignescens var som å se på hundrevis av små trær i et større tre, sa Berry.

Christopher Berry henger seg ved siden av et av kladoksylopsid-prøvene som ble funnet i upstate New York. (Bildekreditt: William Stein; med tillatelse av Chris Berry)

Etter hvert som xylemene vokste, trakk de på sine støttende nett. Dette nettet ville ødelegge, men deretter reparere seg selv, fant forskerne ved å studere de vulkansk konserverte fossilene.

"Det du ser, er i utgangspunktet måten hver enkelt tråd vokser, og det faktum at den sakte går i stykker, men reparerer seg selv på samme tid," sa Berry. "Det er nøkkelen til hvordan denne tingen vokste. Den er bare utrolig komplisert."

Andre kladoksylopsidfossiler viser at treet hadde en pyramidelignende base som avsmalnet etter hvert som det ble høyere. De nye eksemplene avslører mekanismen bak denne nysgjerrige formen: Da treets diameter vokste, gikk xylemene fra siden til bunnen av treet, og skapte den velkjente flate basen og avsmalnende bagasjerommet, sier forskerne.

Berry sa at han planlegger å fortsette å studere disse trærne, og bestemme hvor mye karbon de kunne fange opp fra atmosfæren, samt hvordan dette påvirket klimaet.

Pin
Send
Share
Send