الحفريات البدائية لأشجار الأرض الأولى تكشف عن هيكلها الغريب

Pin
Send
Share
Send

اكتشف الباحثون هذا الاكتشاف بعد دراسة أحافير أشجار عمرها 374 مليون عام وجدت في شمال غرب الصين. ووجد الباحثون أن الحفريات أظهرت أن هذه الأشجار القديمة لها شبكة مترابطة من الخيوط الخشبية.

قال الباحث المشارك في الدراسة كريستوفر بيري ، المحاضر الأول في علم النبات القديم بجامعة كارديف في المملكة المتحدة: "إنه أمر غريب".

تم العثور على النموذجين في عامي 2012 و 2015 في شينجيانغ ، الصين ، من قبل الباحث الرئيسي في الدراسة هونغ هي شو ، من معهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات في الأكاديمية الصينية للعلوم. تنتمي العينات إلى مجموعة من الأشجار تعرف باسم cladoxylopsids ، والمعروف أنها كانت موجودة من العصر الديفوني الوسيط إلى الفترات الكربونية المبكرة ، من حوالي 393 مليون إلى 320 مليون سنة مضت ، قبل أن تسير الديناصورات على الأرض بوقت طويل.

رسم توضيحي لأشجار cladoxylopsid ، في هذه الحالة كالاموفتون الأشجار التي عاشت في ألمانيا الآن. (حقوق الصورة: Peter Geisen)

قبل هذه الاكتشافات ، عرف الباحثون عن cladoxylopsids المتحجرة من مواقع أخرى ، بما في ذلك اسكتلندا وألمانيا وجيلبوا ، في شمال ولاية نيويورك. ومع ذلك ، لم يكن لهذه الأحافير التفاصيل القصوى اللازمة لرسم خريطة تشريح الأشجار. على سبيل المثال ، تم الحفاظ على جذوع جيلبو التي يبلغ عمرها 385 مليون عام في الرمال ، مما جعل من الصعب دراسة تشريحها ، قال بيري.

وقال بيري لـ Live Science: "معظمها مجرد رمل. إنه أمر محبط للغاية". "توصلنا إلى سيناريوهات مختلفة لمحاولة معرفة كيف ستنمو هذه الشجرة ، لكننا لم نتمكن من معرفة ذلك."

قال بيري إن البيئة البركانية حافظت على العينات المكتشفة حديثًا بتفاصيل أكثر بكثير من عينات cladoxylopsid في نيويورك.

مقطع عرضي للشجرة القديمة. تحتوي كل نقطة من النقاط السوداء على سلسلة حلقات الأشجار الخاصة بها ، على عكس الأشجار الحديثة ، والتي عادةً ما تحتوي على سلسلة حلقات شجرة واحدة فقط في جذوعها. (حقوق الصورة: Xu and Berry، 2017)

الأشجار داخل الأشجار

سمى الباحثون الأنواع المكتشفة حديثًا Xinicaulis lignescens، الذي يترجم إلى "الجذعية الجديدة تصبح خشبية" ("شين" تعني "جديد" في الماندارين ؛ "caulis" تعني "الجذعية" في اللاتينية "و" lignescens "هي اللاتينية" لتصبح خشبية ".)

X. lignescens كانت مليئة بمئات من الخشب ، أنابيب خشبية تحمل الماء من جذور الشجرة إلى فروعها وأوراقها. في معظم الأشجار الحديثة ، يرتفع xylem إلى منتصف الشجرة ، وتضاف حلقة نمو جديدة كل عام حولها. في الأشجار الأخرى ، مثل أشجار النخيل ، تم العثور على نسيج الخشب في خيوط مضمنة في الأنسجة الإسفنجية في جميع أنحاء الجذع.

على عكس الأشجار الحديثة ، فإن xylems X. lignescens ووجد الباحثون أنه تم ترتيب خيوط على فقط 5 سم من الشجرة ، مما يعني أن منتصف الجذع كان مجوفًا. وقال الباحثون أن أكثر من ذلك ، كانت خيوط نسيج الخشب متصلة ببعضها البعض بشبكة من خيوط داعمة.

نموذج مبسط لنظام الأوعية الدموية للشجرة القديمة. تمثل الخطوط السوداء خيوط نسيج الخشب التي تحمل الماء من الجذور إلى بقية الشجرة ، ويظهر اللون الأزرق الخيوط الداعمة والبرتقالي يظهر الجذور. تمزق الخيوط الداعمة (الزرقاء) ثم تلتئم مع نمو الشجرة. (حقوق الصورة: Xu and Berry، 2017)

والمثير للدهشة أن كل نسيج يحتوي على مجموعته الخاصة من حلقات النمو. ووجد الباحثون أنه مع نمو هذه المئات من الحلقات وشبكاتها الداعمة ، أصبحت الشجرة بدانة بمرور الوقت. فحص المقاطع العرضية لل X. lignescens قال بيري كان يشبه النظر إلى مئات الأشجار الصغيرة داخل شجرة أكبر.

يجثم كريستوفر بيري بجوار إحدى عينات cladoxylopsid الموجودة في شمال ولاية نيويورك. (حقوق الصورة: William Stein ؛ بإذن من كريس بيري)

مع نمو شعيرات xylems ، جذبوا شبكاتهم الداعمة. ووجد الباحثون أن هذه الشبكة ستنكسر ولكن بعد ذلك ستصلح نفسها ، من خلال دراسة الحفريات المحفوظة بركانيا.

قال بيري: "ما تراه ، بشكل أساسي ، هو الطريقة التي ينمو بها كل حبلا ، وحقيقة أنه يمزق نفسه ببطء ولكنه يقوم بإصلاح نفسه في نفس الوقت". "هذا هو المفتاح لكيفية نمو هذا الشيء. إنه معقد بشكل لا يصدق."

تظهر أحافير cladoxylopsid الأخرى أن الشجرة لديها قاعدة تشبه الهرم تتدحرج كلما أصبحت أطول. تكشف العينات الجديدة الآلية وراء هذا الشكل الفضولي: مع نمو قطر الشجرة ، انتقلت الأقمشة من جانب إلى قاعدة الشجرة ، مما أدى إلى إنشاء قاعدة مسطحة معروفة وجذع جذع ، كما قال الباحثون.

قال بيري إنه يخطط لمواصلة دراسة هذه الأشجار ، وتحديد كمية الكربون التي يمكن أن تلتقطها من الغلاف الجوي ، وكذلك كيفية تأثير ذلك على المناخ.

Pin
Send
Share
Send