科学家解天老珠状化石背后的惊人真相

古生物学家已经确定，1970年代首次发现的神秘水果是乳香家族中已知最古老的化石。比例尺 = 2 毫米。 图片来源：史蒂文·曼彻斯特

1970 年代在印度发现的神秘化石已被确定为乳香家族的一部分，暗示了南半球的起源，并重塑了我们对植物进化的理解。

1970年代初，一位在印度村庄郊区工作的古生物学家发现了镶嵌在周围田野的灰色燧石中的小珠状化石。该遗址因发现难以识别的植物化石而臭名昭著，包括一种被无奈地命名为“Enigmocarpon”的灭绝物种的果实。事实证明，新的化石同样令人沮丧。在接下来的几十年里，它们在中国被发现，但科学家们几乎没有运气来决定它们属于哪种类型的植物。

化石鉴定的突破
现在，研究人员说他们已经解开了这个谜团。佛罗里达自然历史博物馆（Florida Museum of Natural History）古植物学馆长史蒂文·曼彻斯特（Steven Manchester）利用CT扫描技术，对原始化石标本和此后收集的其他化石标本进行了3D重建。他把这些拿给一位同事看，他注意到里面的五颗三角形种子有些奇怪。

在CT扫描在古生物学中广泛使用之前，像这样直径小于10毫米的小化石特别难以研究和识别。图片来源：史蒂文·曼彻斯特

“当我给他看3D图像时，他说’那些不是种子。这些是比利牛斯，“曼彻斯特回忆起他与佛罗里达博物馆植物学策展人沃尔特·贾德（Walter Judd）的谈话。

比利牛斯是木质散布豆荚，为种子提供额外的保护层。例子包括樱桃、桃子、枣和开心果核心的坚硬石头，它们会阻止种子与其他水果一起被消化。

区分种子和比利牛斯

区分种子和芘，尤其是当它们有雪花那么大时，需要仔细检查。传统的古植物学方法，包括将化石逐渐溶解在酸中，并在显微镜下观察每一层新层，已被证明是不够的。

“如果我们的标本在正确的平面上断裂，我就能认出它们，但以我们手头的材料，我无法分辨，”曼彻斯特说。

虽然它们看起来像种子，但这些木质结构实际上是芘，类似于桃子和枣子中的石头。图片来源：史蒂文·曼彻斯特

乳香家庭联系

只有少数植物群产生芘，较少的果实含有五颗种子，排列成五角星。通过消除过程，曼彻斯特和贾德确定这些化石属于乳香科Burseraceae中已灭绝的物种。

在印度的其他地方发现了这个家族的木材、树叶、果实和花朵化石，它们通常夹在地球历史上最大的火山喷发之一形成的厚厚的玄武岩板之间。

CT扫描使古生物学家能够检查化石，而无需将它们从嵌入的岩石基质中移除。图片来源：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。印度的大陆板块正在慢慢地向欧洲和亚洲靠拢，当它漂流经过马达加斯加时，它打破了一层薄薄的地壳上的封印。液态岩石的河流倾泻到加利福尼亚和德克萨斯州总和的土地上。火山喷发断断续续地持续了近一百万年，它们反复杀死了在喷发期间生长的任何植被。

“这些化石在两次喷发之间的安静时期被保存下来，”曼彻斯特说。“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。”

负责破坏的盾状火山在小行星撞击白垩纪之前和之后都很活跃，两者都被认为导致了随后的灭绝。

到目前为止，乳香家族的大多数化石都是从小行星撞击后的岩石中发现的。1970年代发现的原始果实在那次事件之前就已经化石化了。这使它们成为迄今为止发现的最古老的Burseraceae化石，这对该家族的起源具有重要意义。科学家们对该组中的植物最初何时进化有一个很好的了解，但目前尚不清楚它们来自哪里。

这项研究中使用的化石是几十年来收集的，并将继续在自然历史博物馆中进行策划，让未来的研究人员更多地了解他们的过去。

气候变化和分布变化

Burseraceae 的古老物种是英格兰南部、捷克共和国和北美部分地区化石床的常见组成部分。然而，从大约5000万年前开始，地球的气候开始了一个漫长的冷却过程，最终导致了最近的冰河时代。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。今天，有 700 多种 Burseraceae 物种，其中大部分生长在赤道以南。

现代Burseraceae物种的祖先被认为最早出现在北方的某个地方。或者，一些早期物种可能具有全球分布，但随着大陆的渐行渐远而变得孤立。

本研究分析的化石被认为与乳香树脂的来源物种密切相关。