I fossili primordiali dei primi alberi della Terra rivelano la loro bizzarra struttura

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I ricercatori hanno fatto la scoperta dopo aver studiato i fossili di alberi di 374 milioni di anni trovati nella Cina nord-occidentale. I fossili hanno mostrato che questi antichi alberi avevano una rete interconnessa di fili legnosi, hanno scoperto i ricercatori.

"È semplicemente bizzarro", ha affermato il co-ricercatore Christopher Berry, docente di paleobotanica presso l'Università di Cardiff, nel Regno Unito.

I due esemplari sono stati trovati nel 2012 e nel 2015 nello Xinjiang, in Cina, dal ricercatore capo studio Hong-He Xu, dell'Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino presso l'Accademia cinese delle scienze. Gli esemplari appartengono a un gruppo di alberi noti come cladoxylopsids, che sono noti per esistere dal Medio Devoniano ai primi periodi carboniferi, da circa 393 milioni a 320 milioni di anni fa, molto prima che i dinosauri camminassero sulla Terra.

Un'illustrazione di alberi cladoxylopsid, in questo caso Calamophyton alberi che vivevano nell'attuale Germania. (Credito immagine: Peter Geisen)

Prima di queste scoperte, i ricercatori erano a conoscenza dei cladoxylopsidi fossilizzati provenienti da altre località, tra cui Scozia, Germania e Gilboa, nella parte settentrionale dello stato di New York. Tuttavia, questi fossili non avevano i dettagli estremi necessari per mappare l'anatomia degli alberi. Ad esempio, i ceppi di Gilboa di 385 milioni di anni sono stati conservati nella sabbia, il che ha reso difficile studiare la loro anatomia, ha detto Berry.

"La maggior parte è solo sabbia. È molto frustrante", ha detto Berry a Live Science. "Abbiamo escogitato diversi scenari per cercare di capire come sarebbe cresciuto questo albero, ma non siamo riusciti a capirlo."

Un ambiente vulcanico ha conservato gli esemplari ritrovati in modo molto più dettagliato rispetto agli esemplari cladoxylopsid di New York, ha affermato Berry.

Una sezione trasversale dell'albero antico. Ognuno dei punti neri ha una propria serie di anelli ad albero, a differenza degli alberi moderni, che di solito hanno solo una serie di anelli ad albero nei loro tronchi. (Credito immagine: Xu e Berry, 2017)

Alberi dentro gli alberi

I ricercatori hanno chiamato la nuova specie ritrovata Xinicaulis lignescens, che si traduce in "nuovo gambo che diventa legnoso" ("Xin" significa "nuovo" in mandarino; "caulis" significa "gambo" in latino "e" lignescens "in latino significa" diventare legnoso ").

X. lignescens era pieno di centinaia di xilemi, tubi legnosi che portano l'acqua dalle radici dell'albero ai suoi rami e foglie. Nella maggior parte degli alberi moderni, lo xilema sale al centro dell'albero e ogni anno viene aggiunto un nuovo anello di crescita attorno ad esso. In altri alberi, come le palme, lo xilema si trova in fili che sono incorporati nel tessuto spugnoso in tutto il tronco.

A differenza degli alberi moderni, gli xilemi di X. lignescens è stato disposto in trefoli sui soli 5 cm (2 pollici) esterni dell'albero, il che significa che il centro del tronco era vuoto, i ricercatori hanno scoperto. Inoltre, i ricercatori hanno affermato che i fili di xylem erano collegati tra loro con una rete di fili di supporto.

Un modello semplificato del sistema vascolare dell'albero antico. Le linee nere rappresentano i fili di xilema che trasportano l'acqua dalle radici al resto dell'albero, il blu mostra i fili di supporto e l'arancione mostra le radici. I fili di supporto (blu) si strapperebbero e poi guarire mentre l'albero cresceva. (Credito immagine: Xu e Berry, 2017)

Sorprendentemente, ogni xylem aveva il suo set di anelli di crescita. Man mano che crescevano queste centinaia di anelli e le loro reti di supporto, i ricercatori hanno scoperto che l'albero è diventato più grasso nel tempo. Esame delle sezioni trasversali di X. lignescens era come guardare centinaia di piccoli alberi all'interno di un albero più grande, disse Berry.

Christopher Berry si accovaccia accanto a uno degli esemplari cladoxylopsid trovati nello stato di New York. (Credito immagine: William Stein; per gentile concessione di Chris Berry)

Man mano che crescevano gli xilemi, tiravano le loro reti di supporto. Questa rete si spezzerebbe ma poi si riparerebbe, i ricercatori hanno scoperto studiando i fossili vulcanicamente conservati.

"Quello che vedi, fondamentalmente, è il modo in cui ogni singolo filo sta crescendo, e il fatto che si stia lentamente staccando ma riparandosi allo stesso tempo", ha detto Berry. "Questa è la chiave di come questa cosa è cresciuta. È incredibilmente complessa."

Altri fossili cladoxylopsid mostrano che l'albero aveva una base a forma di piramide che si assottigliava man mano che diventava più alta. I nuovi esemplari rivelano il meccanismo alla base di questa curiosa forma: man mano che il diametro dell'albero cresceva, gli xilemi andavano dal lato alla base dell'albero, creando la famosa base piatta e il tronco affusolato, hanno detto i ricercatori.

Berry ha detto che intende continuare a studiare questi alberi e determinare la quantità di carbonio che potrebbero catturare dall'atmosfera, nonché l'impatto che questo ha avuto sul clima.

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