Analyse af verdens ældste træagtige plantefossil

Kortlægning af livets udvikling på Jorden kræver en detaljeret forståelse af fossile rekorder, og videnskabsmænd bruger synkrotron-baserede teknologier til at se tilbage – måde, langt tilbage - ved cellestrukturen og kemien af ​​den tidligst kendte træagtige plante.

Dr. Christine Strullu-Derrien og kolleger brugte den canadiske lyskildes SM-strålelinje ved University of Saskatchewan til at studere Armoricaphyton chateaupannense , en uddød træagtig plante, der er omkring 400 millioner år gammel. Deres forskning fokuserede på lignin, en organisk forbindelse i plantens tracheider, aflange celler, der hjælper med at transportere vand og mineralsalte. Lignin gør cellevæggene stive og mindre vandgennemtrængelige, derved forbedre ledningsevnen af ​​deres vaskulære system.

Strullu-Derrien, en videnskabelig medarbejder ved Natural History Museum i London, England og Natural History Museum i Paris, Frankrig, havde beskrevet A. chateaupannense nogle år siden og vendte tilbage til det for dette projekt.

"Undersøgelser er tidligere blevet udført på devonske planter, men de var ikke træagtige, " hun sagde. " A. chateaupannense er den tidligst kendte træagtige plante, og den er bevaret i både 2-D form som flade kulholdige film og 3-D organo-mineralske strukturer. Dette giver mulighed for at sammenligne de to typer konservering, " hun sagde.

Selvom de fossiler, der blev brugt i undersøgelsen, blev indsamlet i Armorican Massif, en geologisk betydningsfuld region med bakker og fladområder i det vestlige Frankrig, Strullu-Derrien sagde, at tidlige devoniske træplanter også er blevet fundet i New Brunswick og Gaspé-området i Quebec "selvom disse er 10 millioner år yngre end den franske."

En af udfordringerne i denne form for undersøgelse er, at fossiliseringsprocessen modificerer blødt plantevæv, som ændrer eller slører dens oprindelige biokemiske struktur og gør det vanskeligt præcist at rekonstruere den oprindelige kemi. Dette studie, imidlertid, hjulpet af avancerede visualiseringsteknologier, identificerede lignificerede celler i fossilerne, tyder på, at planten indeholdt henfaldsresistente ligninforbindelser.

"Analyser viser, at både 2-D og 3-D fossiler har samme kemiske sammensætning, som er anderledes end moderne lignin, men lignins kemiske signal går ikke fuldstændig tabt i fossiliseringsprocessen, " sagde hun. Selvom typen af ​​bevarelse af plantefossilerne ikke er unik, "kombinationen af ​​synkrotronmetoder, der bruges til at studere træets struktur og kemi på dette detaljeringsniveau, er ny."

Resultaterne af forskningen er i et papir med titlen "On the Structure and Chemistry of Fossils of the Earliest Woody Plant, " udgivet af Palæontologi .

I betragtning af hvor allestedsnærværende og vigtigt træ er som en strukturel komponent i moderne planter, Strullu-Derriens undersøgelse fremmer viden om, hvornår og hvordan træ først udviklede sig. Endnu, Spørgsmål tilbage:"Træ dukker først op i små planter, men havde det en anden funktion end i dag i træer, for eksempel?" stillede Strullu-Derrien.

For at finde et svar, hun vil anvende de samme teknikker, der blev brugt i denne undersøgelse på planter fra andre geologiske tidsaldre "for at følge udviklingen af ​​deres struktur og for at kunne finde hvornår, eller i hvilken bevaringstilstand, det resterende organiske stof har holdt et kemisk signal af lignin."

"Vores undersøgelse illustrerer synkrotroners evner til at undersøge den tidlige udvikling af vævssystemer i planter. Det er afgørende at have adgang til disse teknikker for at nå det opløsningsniveau, der er nødvendigt for at få kemiske signaler såsom lignin. Dette repræsenterer et udviklende og lovende område for studiet af fossiler, der vil supplere de morfo-anatomiske data og hjælpe med at fortolke strukturerne, " hun sagde.