上世纪70年代在印度发现的神秘植物化石确认归属为已灭绝乳香属

(化石网cnfossil.com)据cnBeta:20 世纪 70 年代在印度发现的神秘化石已被确定为乳香科植物的一部分,这暗示了植物起源于南半球,并重塑了我们对植物进化的认识。一位古生物学家当时在印度一个村庄的郊外工作时,发现了一些小珠子状的化石,它们嵌在点缀在周围田野的灰色石灰岩中。

上世纪70年代在印度发现的神秘植物化石确认归属为已灭绝乳香属

古生物学家确定,20 世纪 70 年代首次发现的神秘果实是已知最古老的乳香家族化石。资料来源:史蒂文-曼彻斯特

这个地方因发现了难以辨认的植物化石而在考古学界声名鹊起,其中包括一种已灭绝物种的果实,它被命名为"Enigmocarpon"。事实证明,新的化石也同样令人沮丧地难以辨认;在接下来的几十年里,印度发现了更多这样的化石,但科学家们几乎无法确定它们属于哪种植物。

化石鉴定的突破

现在,研究人员说他们已经解开了这个谜。佛罗里达自然历史博物馆古植物学馆长史蒂文-曼彻斯特(Steven Manchester)利用 CT 扫描技术,创建了原始化石标本和此后收集的其他化石标本的三维重建图。他把这些标本给同事看,同事发现里面的五颗三角形种子有些奇怪。

上世纪70年代在印度发现的神秘植物化石确认归属为已灭绝乳香属

在 CT 扫描技术广泛应用于古生物学之前,像这些直径不到 10 毫米的小化石尤其难以研究和识别。图片来源:史蒂文-曼彻斯特

当展示 3D 图像时,"这些不是种子。"曼彻斯特回忆起他与佛罗里达博物馆植物学馆长沃尔特-贾德的谈话。

芘是木质的散播荚,给种子提供了一层额外的保护。例如,樱桃、桃子、枣子和开心果果核上的硬石,可以防止种子与水果的其他部分一起被消化。

要区分种子和果核,特别是当它们大小如雪花时,需要仔细观察。传统的古植物学方法是在酸中逐步溶解化石,然后在显微镜下观察每一层新的化石,但这种方法已被证明是不够的。

曼彻斯特说:"如果我们的标本断裂的平面恰到好处,我就能认出它们来,但就我们手头的材料而言,我无法辨别。"

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虽然看起来像种子,但这些木质结构实际上是芘,类似于桃子和枣子中最的部分。资料来源:史蒂文-曼彻斯特

乳香家族的联系

只有少数植物类群能结出芘,而含有五颗排列成五角星的种子的果实则更少。通过排除法,曼彻斯特和贾德确定这些化石属于乳香属(Burseraceae)的一种已灭绝物种。

这个家族的木材、树叶、果实和花朵化石在印度其他地方也有发现,通常夹在厚厚的玄武岩板之间,玄武岩板是由地球历史上最大的火山喷发之一形成的。

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通过 CT 扫描,古生物学家可以快速筛查化石,而无需将它们从所嵌的岩石基质中取出。资料来源:史蒂文-曼彻斯特

地质背景和意义

当时,印度是非洲东南沿海的一个岛屿。印度的大陆板块正缓慢地向欧洲和亚洲移动,当它漂过马达加斯加时,打破了地壳薄层的封印。液态岩石的河流倾泻而下,形成的地形面积相当于加利福尼亚州和德克萨斯州的总和。火山爆发断断续续地持续了近一百万年,它们不断地杀死在间歇期生长的任何植被。

曼彻斯特说:"化石是在喷发间歇的平静时期保存下来的。在相对新鲜的熔岩流上形成了池塘和湖泊,包括木材和种子在内的植被被冲入其中,并被沉积物覆盖。"

在小行星撞击拉开白垩纪帷幕之前和之后,造成破坏的盾形火山都很活跃,人们认为这两次撞击都导致了随后的物种灭绝。

到目前为止,乳香属的大部分化石都是从小行星撞击之后的岩石中发现的。20 世纪 70 年代发现的原始果实化石是在那次事件之前发现的。这使它们成为迄今为止发现的最古老的乳香属化石,对该家族的起源具有重要意义。科学家对该科植物最初的进化时间有了一个很好的概念,但仍不清楚它们来自哪里。

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这项研究中使用的化石是几十年来收集的,它们将继续被收藏在自然历史博物馆中,让未来的研究人员能够更多地了解它们的过去。图片来源:杰拉尔德-潘森拍摄的佛罗里达博物馆照片

气候变化和分布转移

在英格兰南部、捷克共和国和北美部分地区的化石床中,古老的乳香属植物是常见的组成部分。然而,从大约 5000 万年前开始,地球气候开始了漫长的冷却过程,最终导致了最近的冰河时期。随着气温的下降,乳香家族的物种似乎扭转了它们对半球的偏好。如今,乳香属植物有 700 多个品种,其中大部分生长在赤道以南。

据认为,现代乳香属植物的祖先最早出现在北方的某个地方。另外,一些早期的物种可能曾分布于全球,但随着大陆的漂移而被隔离开来。

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这项研究分析的化石被认为与乳香树脂的来源物种密切相关。图片来源:Köhler 的《Medizinal-Pflanzen》第 2 卷中的插图

对乳香家族起源的影响

来自印度的化石表明,南半球可能才是乳香家族真正的发源地。

曼彻斯特说:"可能是我们在欧洲没有合适年代的岩石来表明它们曾在那里出现过,但这表明我们不能否认南半球是起源地。"

作者在《国际植物科学杂志》(International Journal of Plant Sciences)上发表了他们的研究报告。




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