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地球上第一个大森林是什么时候出现的？她长什么样？

在化石的帮助下，中国科学家开始揭开它们的面纱。

泥盆纪(约4 . 2亿-3 . 5亿年前)是陆生植物大发展的时期。泥盆纪陆地植物包括地球历史上除被子植物以外的所有种类。从只有几毫米高的细长草本植物到高达30米的高大树木；从早期的半水生蕨类植物到大型蕨类植物，具有复杂而巨大的气生根和高高的树冠；从依赖孢子繁殖的微小蕨类植物到从种子繁殖的早期裸子植物...泥盆纪植物丰富多样。然而，值得一提的是，尽管泥盆纪植物数量众多，种类繁多，但它们的植物特征与今天的植被大不相同，甚至我们这些习惯了现代植物的人也常常觉得泥盆纪植物就像怪物一样。然而，地球历史上第一个大森林是由许多这样高的怪物组成的。让我们通过保存在岩石中的植物化石来看看泥盆纪的陆地植物世界。

新疆晚泥盆世最大的硅化树干是一张直径70厘米的野外照片。受访者提供了照片。

10月23日下午，中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐宏解释说，古森林对古环境的强烈影响使这一时期成为陆地生态系统发展的关键节点。然而，古代植物是如何生长并变得茂盛的呢？它们和现代植物的生长模式有什么不同？长期以来，人们缺乏科学证据。

24日凌晨，中国科学院南京地质古生物研究所的徐红河、王毅、唐鹏和付强等人在国际学术期刊PNAS发表论文。根据在中国新疆塔城地区发现的植物化石，他们提出了3.7亿年前植物生长的理论模型。

这些化石被称为硅化木材，是蕨类植物的身体和矿化(石化)的产物。

只有足够强壮和高大的植物才能形成森林。此前，人们通过来自纽约和美国其他地方的化石材料证实，最早的森林出现在中泥盆世晚期，主要由枝晶藻组成。这些植物可以长到5米高。

然而，很少有人知道蕨类植物的树干是如何形成的，它们是如何生长的，它们与现存的树木有什么不同。

徐红河等人在中国新疆发现的蕨类植物化石为这些问题提供了答案。在这些硅化的树木中，很少保存分支蕨树干的结构细节。

他们从多个角度对化石进行切片，制作了近100个厚而薄的切片，观察它们并重建它们的三维结构。

新疆晚泥盆世硅化树干剖面。一些茎维管束正在分裂。字母代表不同的切片，数字代表茎中维管束的数量。

研究人员发现，与现有的树木不同，枝蕨茎中的多种传导组织形成一个网格系统，而现有的树木只有一种传导组织。

研究人员发现分枝蕨类植物的直径可以达到70厘米。在其粗壮的茎中至少有30个独立的维管束。这些维管束交错排列形成一个双环柱状三维结构——维管束群。这些维管束继续增厚和生长，形成年轮。

维管束群外是分支蕨的根。它们的不断分裂和生长使羊齿蕨成为一棵参天大树。

徐红河说，这种生长模式明显不同于现有的树木。活树的生长，如年轮，是由单个木质部的增殖而不是多个维管束系统加厚的。

徐红河说，3.7亿年前覆盖在古森林上空的蕨类植物现在已经灭绝了。人们只能看着他们的化石，看到原始陆地生态系统的影子。

据徐红河说，他一直从事早期陆生植物进化的研究。自2006年博士毕业以来，他在新疆和华南地区从事地质调查和相关地层学及古生物学研究。新疆塔城是3.74亿年前的一个小火山岛，火山频繁爆发。一些树木和低矮的植物生长在靠近海岸的岛弧上。这些树木和植物中的一些已经成为化石，并在地质演化历史中被保存下来。

2012年，徐红河等人在新疆塔城地区的戈壁沙漠上首次发现硅化保存的化石材料，但野外只能鉴定出一些模糊的细胞结构。

2015年，当他再次去新疆时，他发现了这些化石中最大的树干(直径70厘米)。2016年，他们把“大箱子”带回了位于南京的中国科学院南京地质古生物研究所。

徐红河说，化石还在研究所的院子里，还有很多问题需要进一步研究。化石只保留了植物树干基部的位置，植物的具体形式仍然未知。

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