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Int. J. Plant Sci. 新疆北部泥盆纪植物莱氏蕨化石研究获进展

来源:中科院南京地质古生物研究所 2011-09-05 10:32

近期,《国际植物学期刊》(International Journal of Plant Sciences)以封面文章的形式刊发了中国科学院南京地质古生物研究所徐洪河副研究员等人对新疆北部泥盆纪植物莱氏蕨化石研究的最新成果,提出了陆生植物最早在泥盆纪早期就具有攀援习性的可能性。

莱氏蕨(Leclercqia)是一种研究历史悠久,研究程度深入,也广为学者所熟知的植物之一。1972年,莱氏蕨被发现于美国纽约州中泥盆世地层中,当时,为了纪念比利时一位从事泥盆纪植物研究的古植物学家Suzanne Leclercq,学者们用她的姓氏Leclercq为这种新发现的化石植物进行了命名。

莱氏蕨在系统分类上是一种草本石松植物,显著特征在于其独特的叶形态,叶子非常微小,具有三枚主裂片,其中的中央裂片与叶柄的长度相当,呈离轴方向下弯,而另外两枚侧裂片在主裂片两侧对称分布,在基部即发生开裂,又各自分叉成为两片小裂片,小裂片全部都近轴方向上弯。从整体上看,莱氏蕨的叶完全三维展布,从侧面观,可以识别出向下(离轴)弯曲的中央主裂片以及约四枚向上(近轴)弯曲的小裂片。这种形态的叶子不但对于泥盆纪的化石植物来说相当新奇,即时是今天看来,依然令人觉得怪异。

当时的古生物学家为莱氏蕨的模式种起了一个再合适不过的名字——“复杂”,其全名即为“复杂莱氏蕨”(Leclercqia complexa)。毕竟,在陆生植物发展的早期阶段,陆生植物世界就演化出了这种复杂的形态特征,这的确让人难以理解。而以保存二维形态见长的压型植物化石标本也竟然完美地呈现出了远古植物立体而复杂形态特征。

我国新疆的泥盆纪植物群中亦有莱氏蕨的报道,不但如此,根据新疆保存良好的化石标本,学者们还对泥盆纪时期植物彼此之间的关系有了进一步认识。相关的研究已经成为通过植物化石开展古生态研究的实例之一。

徐洪河等人的研究发现,新疆北部中泥盆世地层中所报道的莱氏蕨更为纤细,茎干宽不到3毫米,叶总长约5毫米,新疆莱氏蕨相对于美国纽约州的莱氏蕨显著差别不仅仅在与前者更加纤弱,而且,有趣之处还在于,新疆莱氏蕨叶大多具有七枚裂片,即除了相对粗壮的中央裂片以外,其两侧的每个裂片均分叉成为三枚小裂片。另外,新疆莱氏蕨叶中裂片末端具有独特的,明显的钩状结构。学者们将在新疆所发现的这种莱氏蕨命名为“钩状莱氏蕨(Leclercqia uncinata)”。

新疆的莱氏蕨植物化石保存有数量庞大,保存精美的压型标本,学者们在研究中发现,新疆莱氏蕨具叶的,纤细的茎干部分往往和另外一种被称为丽枝蕨(Compsocradus)的植物共同保存。丽枝蕨是一种相对较为粗壮的早期真蕨类植物,其主茎的宽度近两厘米,末端具有数十枚成对的孢子囊。大量丽枝蕨植物的末端部分,尤其是其孢子囊和末端生殖枝都被“拉入”到了新疆莱氏蕨植物叶彼此间的空隙中。

新疆莱氏蕨本身茎干纤细,甚至有些蜿蜒曲折,是否这种植物本身具有攀援的属性呢?其独特的,末端具有钩状结构的叶是否为攀援习性的附属器官呢?通过这种钩状结构,新疆莱氏蕨可能利用自己的叶子依附于比自身粗壮很多的植物体上,比如,丽枝蕨类植物等。

尽管目前尚未发现新疆莱氏蕨依附于其他植物的直接证据,但是,两种不同的植物化石彼此相关,在同一层中共同保存,这为我们展示出了泥盆纪早期陆生植物具有攀援习性的可能性。(生物谷 Bioon.com)

A New Species of Leclercqia Banks, Bonamo et Grierson (Lycopsida) from the Middle Devonian of North Xinjiang, China, with a Possible Climbing Habit

Hong-He Xu, Christopher M. Berry, Yi Wang, and John E. A. Marshall

A new herbaceous lycopsid species, Leclercqia uncinata Xu, Berry, Wang et Marshall, is established on the basis of compression fossils from the Middle Devonian of Xinjiang, NW China. The new species has slender axes and three-dimensional, seven-tipped leaves with a distally hooked central segment conforming to the original diagnosis of the genus, and it is relatively smaller than the type species, L. complexa from New York State. The sporangium contains the spore, which can be assigned to morphotaxon Acinoporites lindlariensis. In our preparation of compressions, iridopteridalean fertile appendages are found trapped between the distally hooked leaves of L. uncinata. A possible climbing habit of the new plant is discussed.

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