Sanfordiacaulis模型具有简化的分支结构，更易于可视化。请注意，人类是按比例提供的，但并不与树同时存在。图片来源：Tim Stonesifer
在化石记录中，经常发现树木仅保存为树干，没有任何叶子可以揭示其树冠结构或整体形状。然而，最近发表在《当代生物学》杂志上的一项研究展示了来自加拿大新不伦瑞克省的树木化石的非凡发现，展示了一种意想不到的、独特的三维树冠结构。
“这棵树在其多刺的树干周围产生非常长的叶子，以及在一小段树干上产生大量叶子的方式令人吃惊，”缅因州沃特维尔科尔比学院的罗伯特·加斯塔尔多说。
他解释说，这些有3.5亿年历史的树木的形状看起来像蕨类植物或棕榈树，尽管棕榈树直到3亿年后才出现。然而，蕨类植物或棕榈树的功能性叶子聚集在顶部，相对较少。
“相比之下，Sanfordiacaulis在其树干周围保留了250多片叶子，每片部分保存的叶子都从它延伸1.75米，”Gastaldo说。“我们估计，每片叶子在终止前至少又长了一米。这意味着“瓶刷”有一个密集的树冠，在非木质且直径仅为 16 厘米（或 0.5 英尺）的树干周围延伸至少 5.5 米（或 18 英尺）。至少可以说是令人吃惊的。
国际合作与进化洞察
这项工作是通过与新不伦瑞克省博物馆、圣约翰和哈利法克斯圣玛丽大学的长期国际合作而实现的。研究人员的发现为植物和树枝的进化提供了重要的见解，这意味着植物可以长到树高，或成熟时至少15英尺。研究人员说，它们也提醒我们，在地球生命的历史中，曾经存在过一些看起来与我们以前见过的树木不同的树木，有些看起来可能来自苏斯博士的想象。
Sanfordiacaulis densifolia化石（比例为1 m）。图片来源：马修·史汀生
“我们都对一棵树的样子有一个心理概念，这取决于我们生活在地球上的位置，我们对熟悉的东西有一个愿景，”加斯塔尔多说。“我们报告的化石是独一无二的，是生命史上一种奇怪的生长形式。这是在森林植物经历生物多样性的时期的进化实验之一，它是一种似乎是短暂的形式。
这些化石是通过地震引起的灾难性掩埋在裂谷湖边缘的树木和其他植被中保存下来的。第一棵化石树大约是7年前从采石场出土的，但它只包括一个部分样本。加斯塔尔多说，花了几年时间才发现同一植物的另外四个标本，在空间上非常接近。
稀有性和重要性
其中一个标本揭示了叶子是如何从树顶离开的，这使得它“绝对独特”。研究人员说，这是跨越4亿多年的化石记录中为数不多的几个之一，其中保留了树干，树冠叶子仍然附着在树干周围。
“任何树冠完好无损的化石树在生命史上都是罕见的，”加斯塔尔多说。“将树冠叶子附着在树干上，本身就引出了一个问题，它是什么植物，这种植物是如何组织的，它是某种延续到现在的形式，还是超出了树的’正常’概念？所有这些问题，以及更多问题，导致了这项多年的努力。
研究人员报告说，这棵树可能依靠其不寻常的生长形式来最大限度地捕捉光量，并减少与地面上其他植物的竞争。他们认为，这棵树现在代表了在较高的森林树冠下生长的小树的最早证据。这意味着石炭纪早期的植物生活比预期的要复杂，这表明Sanfordiacaulis生活在植物“试验”各种可能的形式或结构的时代。
“陆地上的生命历史由植物和动物组成，这些植物和动物与现在生活的任何植物和动物都不同，”加斯塔尔多说。“在遥远的过去运作的进化机制导致了生物体成功地生活了很长时间，但它们的形状、形式、生长结构和生活史采取了不同的轨迹和策略。稀有和不寻常的化石，如新不伦瑞克树，只是殖民我们星球的一个例子，但是一个不成功的实验。
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