绘制地球上生命进化的图谱需要对化石记录进行详细了解,科学家们正在使用基于同步加速器的技术向后看,回溯最早的已知木本植物的细胞结构和化学。
Christine Strullu-Derrien博士及其同事利用加拿大光源公司在萨斯喀彻温大学的SM光束线研究了Armoricaphyton chateaupannense,这是一种已有4亿年历史的已灭绝的木本植物。他们的研究重点是木质素,一种植物管胞中的有机化合物,细长的细胞,有助于运输水和矿物盐。木质素使细胞壁刚性并且水渗透性较低,从而改善其血管系统的导电性。
Strullu-Derrien是英国伦敦自然历史博物馆和法国巴黎自然历史博物馆的科学助理,几年前曾描述过A. chateaupannense,并为此项目回归。
“以前曾对泥盆纪植物进行过研究,但它们不是木本植物,”她说。 “A. chateaupannense是最早的已知木本植物,它以二维形式保存为扁平碳质薄膜和三维有机矿物结构。这样可以在两种类型的保存之间进行比较,”她说。
虽然研究中使用的化石是在法国西部的一个地质重要的丘陵和平原地区的Armorican Massif收集的,但Strullu-Derrien说,在新不伦瑞克省和魁北克的Gaspé地区也发现了早期的泥盆纪木本植物“尽管这些比法国人年轻1000万年。“
这种研究的挑战之一是,石化过程改变了软植物组织,改变或模糊了其原始的生化结构,使得难以精确地重建原始化学。然而,这项研究在先进的可视化技术的帮助下,确定了化石中的木质化细胞,表明该植物含有耐腐蚀的木质素化合物。
“分析表明,二维和三维化石具有相同的化学成分,这与现代木质素不同,但木质素的化学信号并未在石化过程中完全丧失,”她说。尽管植物化石的保存类型并不是独一无二的,但“用于研究木材结构和化学性质的同步加速器方法的组合在这个细节层面上是新颖的。”
研究结果发表在古生物学出版的题为“最早木本植物化石的结构和化学”的论文中。
考虑到无处不在的重要木材作为现代植物的结构组成部分,Strullu-Derrien的研究推进了木材何时以及如何进化的知识。然而,问题仍然存在:“Wood首先出现在小植物中,但它的功能与今天的树木不同,例如?” Strullu-Derrien。
为了找到答案,她将对本研究中使用的相同技术应用于其他地质年代的植物“以跟踪其结构的演变,并能够找到剩余有机物质保存的时间或条件。木质素的化学信号。“
“我们的研究说明了同步加速器研究植物组织系统早期进化的能力。获得这些技术达到获得木质素等化学信号所需的分辨率水平至关重要。这代表了一个发展中和有希望的领域。研究化石将补充形态解剖数据,并有助于解释结构,“她说。