化石之最－地球最古老的森林化石

    在美国纽约州开罗镇（Cairo）一处已废弃采石场中，科学家发现了距今最古老的森林化石，距今3.85亿年。近日，学术期刊《现代生物学》（Current Biology）的一项研究报告了这一发现。

                    图1　美国开罗森林化石遗址（网格为1.9m×2.9m）

                 图2　植物根系（图1C中IV区）

论文提到，被发现的化石来自一种树木，该植物有树干与树叶，与当今的树木类似。它是迄今为止仅有的三个已知泥盆纪化石森林之一，并将全球最古老森林化石的纪录往前再推进了200万-300万年。

该化石最早由纽约州立博物馆的一位工作人员发现，当时他在采石场看到了一个巨大的根状结构。论文的共同作者、英国卡迪夫大学地球与海洋科学学院的克里斯·贝里说，他一开始见到这片“树根”时有点怀疑，觉得只是当代的树木长在了岩石之中，然后树干被铲除了而已。当他们仔细研究了土壤剖面之后，研究者很快就确认了，这片“树根”要古老得多。

研究人员猜测，一场巨大的洪水摧毁了这片森林，但这片树林的根部以化石的形式被保留了下来。这么猜测得到另一些化石证据的支撑：树根之间，有鱼类的化石。

图3　A－植物根系（图1C中IV区，比例尺1m）；B－植物根系，黄色多边形中有鱼类遗骸（比例尺50cm）；C－高度分异的根系（网格为1.9m×2.9m）；D-树根间的鱼化石（图1C中IV区，比例尺2cm） 

这片森林年代久远，在其1.4亿多年之后，世界上才开始出现恐龙。当时森林的主要居住者是称为千足虫的生物，以及其他一些可能开始或尚未开始飞行的原始昆虫。
   “这些化石森林非常稀有。”贝里表示，“要真正了解树木如何开始从大气中吸收二氧化碳，我们需要了解最早的森林。”

自从森林出现后，地球的生态环境出现了巨大的变化。研究显示，泥盆纪时期大气中的二氧化碳水平的急剧下降，导致地球变冷，这可能导致了该时期结束时的物种大灭绝。

论文第一作者、美国宾厄姆顿大学生物科学的教授威廉·斯坦表示，这与我们今天所面临的二氧化碳水平升高的情况正好相反，也有可能灭绝。

斯坦称，因此从这个意义上讲，历史很重要。如果我们看看这些森林的起源及其影响，尤其是植物本身及其正在做什么，我们可能会对当今正在发生的过程有深刻的了解。

论文信息：William E. Stein, Christopher M. Berry, Jennifer L. Morris, et al., Mid-Devonian Archaeopteris Roots Signal Revolutionary Change in Earliest Fossil Forests, Current Biology (2019), https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.11.067