地大新闻网讯(通讯员 徐燕 李富强 隋吉祥 陈晶 刘安璐)植物,是整个“生物金字塔”的基底,是所有动物赖以生存的基础。大约40亿年至35亿年前,从最低等的原核生物蓝藻和细菌到高等的苔藓植物、蕨类植物,再到最高等的植物——种子植物中的被子植物,古生物学家在不同地层中,发现了种类繁多的植物化石。
逸夫博物馆收藏了叠层石、轮藻、木贼、金鱼藻、脉羊齿、格脉蕨、阔叶格脉蕨、大同锥叶蕨、蛇不歹毫士曼蕨、中华薄果穗、苏铁杉、披针型林德勒枝、拟轮叶、茨康诺斯基叶、芦木、燕辽中华杉、薄氏辽宁枝、碳化木、硅化木、钙化木等种类繁多的远古植物化石,让我们一起探索这五彩缤纷的植物世界,共同守护我们美丽的家园。
逸夫博物馆收藏的古植物化石
叠层石——地球上最古老的“准化石”
在距今约30亿年的浅海里,开始出现一种低等的藻类植物,它们不断分泌物质,捕获水中的细小沙粒,并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流,这些藻类就世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长,形成层状生长的花纹,呈弧形或锥形,叠层状,故名叠层石。
随着藻类植物的繁殖和蔓延,全球海洋中叠层石大量出现,大量的氧气不断破水而出,进入大气中。此后,在藻类植物和其他多种植物共同作用下,大气中的氧含量才逐渐接近21%。可以说,是藻类植物产生的氧,使地球成为适宜孕育更多高等生命的场所,为此后的生命演化扫清了无氧的障碍,为生命史的下一章也是更复杂的一章铺平了道路,地球逐渐变成宜居的生命摇篮。正因如此,这种原始、古老的低等生物——藻类植物被认为是地球能够进化出复杂生命的关键。
高达3.5米的蓟县叠层石 张凡摄
逸夫博物馆二楼展示有6块小型叠层石,分别采自天津蓟县、北京周口店等一带,其中最古老的叠层石距今约13亿年。在逸夫博物馆北侧岩石园里矗立着一块叠层石,高3.5米、宽2.8米、厚1.7米,重达20吨,距今约12亿年,由时任馆长任有福和馆员李富强从天津蓟县采回,从表面可以清晰地看到层层叠叠的图案,无论从重量、体积还是观赏性来说,在国内自然类博物馆和高校都极为罕见。
轮藻——破译远古水体环境的密码
轮藻是一类与绿藻亲缘关系十分密切的藻类植物,为沉水植物,具有类似根、茎、叶的分化,茎有节,环绕节生有相当于叶的轮状小枝,广泛分布于除南极洲之外的各大洲的淡水或半咸水中。轮藻可追溯到距今4亿多年前的志留纪晚期,几经兴衰,只有左旋轮藻目繁衍至今。
由于轮藻容易大量繁殖,其藏卵器往往容易在地层中保存下来,因此古轮藻化石常作为地层鉴定、石油勘探和古环境重建中的重要依据之一。更由于它喜欢生长在含钙质丰富、清澈透明、轻缓流动的水体中,成为鉴定水质的重要依据。
磁县轮藻化石 李富强摄
现代轮藻 图片来自网络
逸夫博物馆的这块轮藻化石是一件正模标本,时代为更新世,由古生物教研室周修高老师鉴定命名为“磁县轮藻”,于1984年捐赠给博物馆。为探究磁县上水石的成因,1984年9月,周修高老师前往磁县东武仕进行了实地观察和采样。根据研究,他推测,在更新世时,磁县西来村至东武仕一带为湖滨沼泽环境,水域中含有丰富的钙质。1986年6月,周修高根据轮藻化石的研究成果在《微体古生物学报》发表。
地衣——地球上仍保持生命活动的先锋生物
长期以来,地衣一直被认为是植物。但实际上,地衣不是完整的植物,而是一类由特殊的真菌与藻类或蓝细菌共生而成的有机体,它是自然界中互惠共生的典范。它们由于对空气污染极为敏感,可以用于推断全球气候变化对环境的影响。
全世界已经描述的地衣有26000多种,分别归于500多属。分布地区非常广泛,从南、北极至赤道,由高山到平原,在森林里或荒漠上,到处都有地衣生长。它们生长的基质通常为树皮、土壤、岩石及相对稳定的物体。其分泌的地衣酸可将附着的岩石风化,在荒芜的陆地上制造土壤,为其他植物生长提供了条件,使毫无生机的陆地,逐渐变成了一个生机盎然、植物茂盛的绿色地球。因此,地衣被称为海洋生命进军陆地的先锋生物。
南极地衣标本
逸夫博物馆保存的这个地衣标本,长10厘米、宽7厘米,由地球物理与空间信息学院邓世坤教授2002年底在南极埃默里冰架采集,并于2003年捐赠给学校。
蕨类化石——揭开热河生物群的神秘面纱
蕨类植物从距今约4亿多年前在陆地上出现,至今都是重要的植物类群,它们是远古森林的组成者,还造就了宝贵的煤炭资源,也是植食性恐龙的主要食物来源,对地球环境气候的演变产生了深远的影响。你见过三种植物聚集在一块化石上吗?在逸夫博物馆四楼张和捐赠展厅,可以看到这一奇观。
三种植物聚集在一块化石上
在展厅中央的一块长47厘米、宽43厘米的化石上,簇拥生长着布裂亚锥叶蕨、裂叶爱博拉契蕨和假篦羽叶三种化石。它们各占一端,仿佛互不干扰,却又紧紧相依。
张和捐赠展厅的260余件古生物化石,绝大部分来自中国辽西地区,由著名古生物化石收藏家张和捐赠。跟随这些化石,辽西热河生物群的神秘面纱将被一一揭开。
木贼——既可药用亦可布景的植物
一块石头的表面上有一个直径约1厘米的圆点,圆点周围还有几十道放射状条纹,像是一个小太阳,又像是盛开的雏菊,这就是生活在1.8亿年前的蕨类植物“木贼”。
木贼类、似木贼化石
现代木贼
木贼又叫“锉草、笔头草、接骨草”等,它几乎遍布全世界。作为一种中药材,木贼能够疏散风热,明目退翳;作为一种景观植物,它在很多园林景观中都能用到;作为一种孑遗植物,它具有顽强的生命力,保留了其远古祖先的原始形状,与在化石中发现的植物形状基本相同。
木贼最早出现于早泥盆世,到石炭二叠纪最为繁盛。逸夫博物馆珍藏的木贼类、似木贼化石采自辽宁北票,由张和先生捐赠。
似银杏和北方拜拉——“活化石”银杏的远古亲戚
作为中生代孑遗的稀有树种,银杏被誉为植物界的“活化石”,是世界上现存最古老的树种之一。通过研究银杏的远古亲戚——似银杏和北方拜拉,可以一窥古代银杏的全貌。
似银杏化石
红军桥边美丽的银杏树 王俊芳 摄
在侏罗纪时代,分布着大量的似银杏。在逸夫博物馆四楼就保存着一块由古生物教研室捐赠的似银杏化石,它与银杏属植物的外形看起来非常相似,但在角质层特征或其它解剖学特征上却有着重大差别。
在恐龙还没有繁盛的时候,银杏家族已经出现了很多分支,北方拜拉就是其中的一个分支。它生存于约1.6亿年前的中侏罗世,又称拜拉银杏。它的叶呈扇形,有着明显的柄,所以说银杏和北方拜拉其实是同一个属的植物。
脉羊齿——石炭纪陆生植物的重要组成部分
石炭纪时,陆生植物进一步繁盛,并逐渐占据内陆腹地,地球上首次出现了大规模的森林,为煤的形成提供了丰富的物质条件。与此同时,在古气候的影响下,地球开始呈现明显的植物地理分区,脉羊齿就是当时陆地植被的重要组成部分。
众所周知,蕨类植物主要利用孢子、珠芽,或通过扦插、分株进行繁殖。但是脉羊齿却是裸子植物门、种子蕨纲的一属,它具有类似蕨类植物的叶子,繁育后代却以种子进行。虽然已经灭绝,却是研究植物演化的重要环节之一。
逸夫博物馆珍藏的这块脉羊齿化石,产自于我国重要产煤区——山西,由我校古生物教研室捐赠。
金鱼藻——全身是宝的清洁工
金鱼藻外号“灯笼丝”,是一种沉水植物,可入药。它一身碧绿,全身是宝,纤细却强大,不仅能够储存水中的氧气让自己生长,还能通过光合作用产生多余的氧气,喂饱水中的动物们。金鱼藻对水下世界的污染物很敏感,为了营造一个舒适的环境,它常常忙着清扫,净化一方水质。
被子植物是地球上最多样化,且物种最为丰富的类群之一,约有30万个植物物种,分布极为广泛,是陆地植被的主要组成成分,占植物界总数的一半以上。水生被子植物金鱼藻科只有7种,虽然是一个非常小的家族,但在植物分类系统中却非常特别,它不属于外形相似的单子叶植物,而是和真双子叶植物组成“姊妹”种属。
金鱼藻化石
现代金鱼藻 图片来自网络
逸夫博物馆珍藏的这块金鱼藻化石,采自山东山旺,由山东山旺化石馆捐赠。作为被子植物起源奥秘的承载者,金鱼藻正等待着人类去揭秘。
碳化木——万年碳化成一木
远古时期,原始森林中的大片名贵木材,在死亡后遗体被埋藏过程中,将经历不同的早期成岩环境的改造。如果为长期缺氧的还原成岩环境,将有助于植物遗体朝“碳化”方向发展,犹如煤的形成一样形成碳化木。
当早成岩环境为氧化环境时,植物遗体的有机质将遭到氧化而分解散失,遗留的“空洞”将被盆地流体带来的无机物形成的自生矿物充填,于是就有了硅化木或者钙化木。所以,木化石除了对沉积期的环境和气候恢复具有帮助外,还能为成岩期的环境判别提供重要依据。
碳化木化石
逸夫博物馆珍藏的这块碳化木化石产于辽宁抚顺西露天,由逸夫博物馆马欣祥、李富强老师于1990年共同采集。它距今大约五千万年,保存完好,呈水平状,有比较清晰的纤维组织结构。
硅化木——不可再生的远古奇珍
亿万年前,因地壳变迁、火山爆发等原因,部分原始森林的高大乔木经构造运动被迅速埋入地下,在岩土、压力、温湿度等地质条件的作用下,树干周围经高浓度二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等地下水溶液长期浸泡,树木中的有机质成分逐渐被硅、铁、钙等元素替换,并由此形成了保留原来树木的形态、肌理,皮、树干、节瘤、年轮、虫洞被完整保留,成为今天五彩斑斓、镶金叠玉的硅化木。它保留着亿万年前的树木纹理,又像玉一样光滑,所以也称“树化玉”。
硅化木化石
因其独特的成因,硅化木是不可复制的,每一块硅化木都有独一无二的面孔。硅化木揭开了古老树木生长之谜,见证了亿万年的地质变迁,记录了古地理、古环境、古气候的宝贵信息,是鉴定和对比地层、了解地球历史的重要根据,是研究动物与人类起源、发展历史及其规律的珍贵材料,有着极高的学术研究价值。
校园里有着华中地区唯一异地保存的化石林 戴薇 摄
逸夫博物馆珍藏的这块硅化木化石产自印尼,由张和先生捐赠。在我校还有一个华中地区唯一异地保存的化石林,成为武汉市一个极具地学特色的景点。在约1500平方米的园中,树立着百余棵产自我国、美国、蒙古国、南非、印尼和缅甸的硅化木,由张和先生于2002年、2008年、2012年3次捐赠。
钙化木——讲述地大人寻找战略能源的故事
在侏罗纪和白垩纪时代,粗壮茂密的南杉、松、柏等树木无忧无虑地生长了无数个年头。然而,某一天火山爆发,莽莽森林顷刻间埋入海底。林中的大树因瞬间的炽火还来不及焚烧即被炭化,又在陷入地底时恰遇含富碳酸钙的水体,它们在火山爆发的那一刻完全融合成一体,在真空地底深埋了上亿年,形成了钙化木化石。
自然界中,木化石以硅化木为多。钙化木在水中有微溶性,在水的长期浸泡冲刷下容易溶化掉,很难留存。很多钙化木成了石油、煤炭、天然气,只有极少数成了木化石,成为研究古生物的依据。
钙化木化石
逸夫博物馆四楼“校友捐赠藏品展”展厅展出的这块钙化木化石,来自中侏罗世,产自鄂尔多斯盆地北部鄂尔多斯市东胜区神山沟,由全国模范教师、资源学院焦养泉教授在探查铀矿床时发现,向人们展示了远古鄂尔多斯地区的古植物和矿藏情况。(编辑 孙彦钦 审稿 陈华文)