3.5亿年前的树长啥样？马桶刷的创意造型，灵感竟然来源于此？

来源 | 把科学带回家（ID：steamforkids）

撰文 | 阿娴

审校 | Ziv

在我们广袤的地球上，大约有“三兆”棵树，精确来说是3 040 000 000 000棵，比地球上所有的人加起来都多。而在这些树中，一些长寿的树木竟然能活上千年之久。最古老的树是什么样子的？和现在我们看到的树的形态有什么区别吗？

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老吉科树是世界上最古老的挪威云杉，生长在瑞典的菲吕山上。它的根系已有9565岁，但是新生的树干却非常年轻，只活了几百年。｜wiki

这个问题困扰科学家很多年了，因为现有的化石记录中，树木通常只会保留树干，无法保留叶子，因而无法显示树冠和树的整体形状可能是什么样子。

不过近期（2024年2月2日），Current Biology发表了一篇题为“Enigmatic fossil plants with three-dimensional, arborescent-growth architecture from the earliest Carboniferous of New Brunswick, Canada”的论文，该文章详细描述了研究人员在加拿大新不伦瑞克省的一个采石场中发现的5块被3.5亿年前的地震活埋的树木化石，这些化石上保留着清晰可见的树枝和冠叶，还具有令人惊讶且独特的三维树冠形状。

这块树木化石被包裹在一块砂岩巨石中，约有一辆小汽车那么大。｜参考文献3

研究人员指出，其3D树冠结构可以让人们了解树冠在树木进化早期的样子。该研究的主要作者、缅因州沃特维尔科尔比学院（Colby College）地质学教授罗伯特·加斯塔尔多（Robert Gastaldo）说，大多数古树标本都相对较小，并且通常以带有树桩或根系的化石树干的形式被发现。当他和同事们发现一棵保存完好的树木化石，并粗略估算该树成熟时可能有4.5米高，树冠直径为5.5米时，他们都“目瞪口呆”了。

目前还没有足够的证据来确定这棵树是否属于蕨类植物，或者地球历史上其他未知的植物家族。所以研究人员选择将它命名为“Sanfordiacaulis densifolia”，属名源自劳里·桑福德（Laurie Sanford），她是出土该树木化石的采石场的所有者；其具体名称densifolia则源自叶子的密集排列。

生长于大约 3.5 亿年前，有一个细长的树干，顶部有许多长叶子。｜参考文献6‍

研究人员认为这个3.5亿年前植物的形态，看起来有点像现代的蕨类植物或棕榈树，不过，我们所知的蕨类植物或棕榈树的顶部叶子都很少，比如树蕨（Alsophila spinulosa）的树冠上一般有15～20片叶子，它的巨大叶片螺旋排列于树干顶端，像一把绿色的大伞。棕榈树也有类似数量的叶子。当一片或多片叶子停止光合作用时，它们要么从树干上脱落，要么以“裙子”的方式环绕在树干上，免受大型附生植物、半附生植物和攀缘植物的损害。

而新发现的化石中，最完整的标本的树干周围有250多片叶子，拥挤不堪，每片叶子都支棱着向外延伸，大约1.7米，环绕着直径只有16厘米的树干。

枯叶向下翻折，就变成了树的“裙子”。｜参考资料5‍‍‍‍

加斯塔尔多说，对于普通公众来说，这棵名为Sanfordiacaulis densifolia的树可能看起来像一个非常庞大的“家用马桶刷”。

这棵树之所以长成这种模样，和它的较小体形和生活时期有关。Sanfordiacaulis densifolia生长在亚冠层（也就是地面植物和较高树木之间），所处的位置非常尴尬。为了最大程度地吸收光线，并减少与地面上其他植物的竞争，它需要浓密排列叶片，并横向延伸出去。

该图像显示了该树之前和之后发现的不同植物化石的树高。｜参考资料6

其次，地球上第一批树木被认为出现在泥盆纪（约4.19亿至3.59亿年前），而Sanfordiacaulis densifolia可以追溯到石炭纪（约3.59亿至2.99亿年前）——也就是第一批树木出现的后期。这一时期的植物生命比预期的更加复杂，因为那时候的植物正在“实验”各种生长的可能形式或结构，很显然这种“马桶刷”结构并没有机会持续下去。

那么，这块化石为什么能保存的如此完好？研究人员认为，这块化石所在的砂岩来自一个非常长的古老湖泊的底部，该湖泊非常深，湖中发生了灾难性的地震，引发了山体滑坡，继而使其保存了下来。“地震发生时这些树还活着，它们很快就被埋在湖底，”新不伦瑞克博物馆地质学和古生物学助理馆长史汀生说。