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身高8米,这种巨型生物,不同于任何已知的生命形式

1859年1月5日,一篇题为《加拿大泥盆纪地层中的化石植物》(On Fossil Plants from the Devonian Rocks of Canada)的论文发表时,文章作者约翰·威廉·道森(John William Dawson)还以为他向学术界描述了地球上最早的森林之一。

“古老的君主”

1843年至1844年间,加拿大地质调查先驱威廉·埃德蒙·洛根(William Edmond Logan)报告称,加拿大加斯佩半岛的泥盆纪地层中发现了“显然源自陆地”的植物化石。其中包括一段巨大的硅化木。多年间,这些标本几乎未被详细研究。直到1856年,洛根邀请道森研究这批收藏。

道森在夏季亲赴加斯佩实地考察。他记录了厚达数千米的砂岩与页岩层,观察到波痕等代表水下沉积的构造,甚至发现了一条薄薄的煤层。这些并非深海沉积物,而是曾经暴露于空气、支持植物生长的滨海平原。而那段直径超30厘米的硅化“树干”,似乎证明当时已经存在高大的树木。

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道森论文中所绘制的原杉解剖结构(Dawson, 1859)

在显微镜下,道森观察到年轮、髓射线以及带有螺旋纹理的细长木质细胞。尽管细胞排列较为松散,与现代树木并不完全一致,但仍足以让道森联想到现在的针叶树木。

于是,他提出了一个新属名:“原杉”(Prototaxites),意为“原始的红豆杉”,并将其归入“红豆杉亚目”(Taxineae,目前已不采用这一分类)。他还将种名定为logani,以纪念发现者洛根。

道森的描述极为细致。他记录了树干直径、侧枝痕迹、可能代表树皮的薄煤层,以及年轮数量——据此估计树龄约150年。他还认为清晰的年轮显示泥盆纪已有明显的季节变化。在他的想象中,这是一位“泥盆纪古老森林的君主”(monarch of the old Devonian forests)。

巨型蘑菇吗

可惜,从后来的研究来看,道森的解释是错误的。1872年,英国博物学家W. 卡拉瑟斯(W. Carruthers)用显微镜观察后发现,这些化石不含典型的植物细胞结构,而是由粗大的管状丝组成。他因此否定了松柏的说法,将原杉解释为一类巨型水生藻类。因此,早期学术界对原杉的解释,一直在树木和藻类之间摇摆。

随后,研究证实原杉的陆生属性,有科学家提出,考虑到现代某些真菌菌丝也能长到巨大规模,原杉很可能就是一种大型真菌。除此之外,还有一些科学家猜测其为地衣、海藻等。

进入21世纪后,对原杉的研究取得了重要进展。在2001年的一篇综述中,科学家弗朗西斯·许贝尔(Francis Hueber)发表综述研究,从详细的解剖学证据出发,提出原杉可能是一个巨大的真菌。随后,这一解释逐渐被广泛接受。2007年,许贝尔和同事通过碳同位素分析发现,不同原杉标本之间碳-12与碳-13的比值变化很大。由于同一时期的光合生物普遍具有稳定的碳同位素比值,这一结果表明原杉可能并非只依靠光合作用,它们可能更像是腐生真菌。这些结果让真菌假说在21世纪初成为主流看法。

未知生命形式

于是,对于这类出现在约4亿年前,体型可达8米高的巨型生物,在过去二十余年里,多数学者都倾向于认为它是“巨型真菌”。但今年1月发表于《科学·进展》(science Advances)的一项新研究挑战了真菌假说,该研究认为,原杉很可能是一个独特的谱系。这将使它与目前公认的六大生命界——植物界、动物界、真菌界、原生生物界、细菌界和古菌界——处于同等地位。

A marble-looking chunk of fossil with a large white curved area in the middle with tiny black spots

Prototaxites taiti化石标本,其内部结构为斑点状。(图片来源:University of Edinburgh)

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