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柴達(dá)木盆地位于青藏高原東北部，是研究地球歷史中陸地生態(tài)系統(tǒng)變化和能源資源開發(fā)的重要地區(qū)。從上世紀(jì)50年代開始，科學(xué)家們就在這里發(fā)現(xiàn)了許多侏羅紀(jì)早期的植物和孢粉化石。然而，研究古植物的重要材料——木化石，在柴達(dá)木盆地的侏羅紀(jì)地層中卻很少被發(fā)現(xiàn)。

最近，一個(gè)中德聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在柴達(dá)木盆地東北部距今約1.86億年的地層中發(fā)現(xiàn)了一種保存完好的木化石，這一發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了該地區(qū)木化石研究的空白，還為研究古代植物分布和氣候變化提供了重要線索。

圖1. 研究團(tuán)隊(duì)在柴達(dá)木盆地開展野外考察

01

揭秘木化石的“身份”

木化石是保存在億萬年前地層中的植物莖干或者樹樁化石，由于大多數(shù)是經(jīng)過地質(zhì)時(shí)期漫長的硅化作用形成的，所以又被成為硅化木。木化石因?yàn)楸４媪藰淠旧L的細(xì)胞解剖信息和氣候環(huán)境的密碼，成為探秘遠(yuǎn)古森林植被和古氣候環(huán)境的重要指示。通過對(duì)柴達(dá)木盆地侏羅紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)木化石的詳細(xì)解剖學(xué)研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)它具有的一些重要的生物學(xué)特征，說明它屬于一種已經(jīng)滅絕的松柏類植物：變異羅漢松型木屬（Metapodocarpoxylon）。這些特征主要包括：具有南洋杉式的管胞結(jié)構(gòu)、多種類型的交叉場(chǎng)紋孔（羅漢松型、杉木型紋孔及卵孔），以及管胞腔內(nèi)密集的橫隔膜。根據(jù)這些信息，科學(xué)家們就可以為遠(yuǎn)古的木化石確定屬種和命名了。

有趣的是，這種植物之前的化石記錄顯示，它們主要出現(xiàn)在侏羅紀(jì)中期到白堊紀(jì)時(shí)期（約1.6億至1億年前），而這次發(fā)現(xiàn)的化石產(chǎn)自早侏羅世地層，將它的首現(xiàn)提前到了早侏羅世，比之前提前了2000萬年左右。這一發(fā)現(xiàn)為研究松柏類植物的演化歷史提供了新的證據(jù)。

圖2.發(fā)現(xiàn)自柴達(dá)木盆地下侏羅統(tǒng)的變異羅漢松型木屬

（Metapodocarpoxylon）木化石解剖構(gòu)造，

示橫切面（a-c）和徑切面（d-h）特征

圖3.發(fā)現(xiàn)自柴達(dá)木盆地下侏羅統(tǒng)的變異羅漢松型木屬

（Metapodocarpoxylon）木化石解剖構(gòu)造，

示徑切面（a-d）和旋切面（e-i）特征

02

1.86億年前溫暖濕潤的氣候

現(xiàn)在的柴達(dá)木盆地是位于青藏高原的高海拔地區(qū)，常年干旱少雨，植被稀少。然而，研究過程中科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這一新的木化石，生長年輪非常清晰，可以揭示植物生長時(shí)期的氣候變化信息。相關(guān)分析表明，木化石橫切面的早材（春季生長的部分）發(fā)育良好，晚材（秋季生長的部分）較窄，且早晚材之間的過渡非常明顯，顯示出清晰的生長年輪。這些特征說明，在距今1.86億年的早侏羅世時(shí)期，柴達(dá)木盆地的氣候溫暖濕潤，樹木生長及降水條件適宜并具有季節(jié)性變化。其他植物及孢粉化石和沉積巖石證據(jù)表明，當(dāng)時(shí)的柴達(dá)木盆地植物繁盛，植被以針葉林為主，也伴生有銀杏類、蘇鐵類和真蕨植物，茂密的森林也適宜于煤炭資源的形成，總體上反映了亞熱帶和溫帶的候特征，而與今天的植被和氣候環(huán)境條件完全不同。

03

改寫植物地理分布?xì)v史

值得關(guān)注的是，變異羅漢松型木屬化石在中生代的分布具有顯著的區(qū)域特征。此前，科學(xué)家們只在岡瓦納古陸的北部地區(qū)的40多處化石點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)化石記錄，空間上自中東的黎巴嫩延伸至南美的秘魯，形成了一條明顯的緯度帶。而變異羅漢松型木屬化石這次在柴達(dá)木盆地的發(fā)現(xiàn)，是這種植物在勞亞古陸的首次報(bào)道。

圖4.變異羅漢松型木屬（Metapodocarpoxylon）

木化石的全球化石記錄與古地理分布模式

該研究不僅拓展了變異羅漢松型木屬的地理分布，還表明這種植物可能起源于勞亞古陸，后來隨著氣候變化逐漸遷移到了岡瓦納地區(qū)。這一結(jié)論改寫了科學(xué)家們對(duì)古代植物地理分布的認(rèn)知，為我們理解地球歷史中植物的遷移和演化提供了新的視角。

來源：化石網(wǎng)  地調(diào)科普