看哪，世界上最古老的琥珀——記錄著3.85億年前的世界

我們通常認(rèn)為，樹脂是樹木用來抵御昆蟲啃食的古老芬芳防御——它能驅(qū)避害蟲，并結(jié)痂覆蓋它們貪得無厭的口器留下的傷口。

但一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)表明，這些黏稠的分泌物出現(xiàn)時(shí)的世界，與我們想到琥珀時(shí)腦海中浮現(xiàn)的景象截然不同——那時(shí)沒有恐龍，甚至在昆蟲成為主要的植物啃食者之前。

在中國西北部的一處煤層中，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)微小的琥珀碎片，其年代可追溯到3.85億年前的中泥盆世——比之前的紀(jì)錄保持者早了約6500萬年，比最早的恐龍出現(xiàn)早了1.5億年。

這項(xiàng)新研究的第一作者、中國科學(xué)院古生物學(xué)家羅慈航告訴我們："其重要性不僅僅在于這個(gè)記錄更古老。此前已確認(rèn)的琥珀記錄來自晚石炭世，可能與種子植物有關(guān)。而我們的琥珀來自中泥盆世，那時(shí)種子植物尚未出現(xiàn)和多樣化。這意味著，一種非種子的維管植物已經(jīng)能夠產(chǎn)生化學(xué)成分復(fù)雜的萜類樹脂。"

琥珀是史前世界的標(biāo)志之一。

它由樹木樹脂歷經(jīng)數(shù)百萬年硬化、化石化而成，變成了光彩奪目、色調(diào)溫暖的寶石。

但它不只有美麗的外表。琥珀常常能完美細(xì)致地保存下它從樹木中滲出時(shí)所處世界的微小事物——從花粉等植物物質(zhì)，到被包裹時(shí)困住的無脊椎動(dòng)物，甚至還有爬行動(dòng)物和微小恐龍等脊椎動(dòng)物（或其身體部位）。

這些標(biāo)本深受古生物學(xué)家珍視，因?yàn)樗鼈兡芨嬖V我們關(guān)于史前生態(tài)系統(tǒng)的信息，但琥珀能告訴我們的遠(yuǎn)不止這些——尤其是關(guān)于植物的演化。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)尤其改變了我們對早期植物如何演化出產(chǎn)生樹脂能力的理解。

羅慈航說："它提供了一個(gè)直接的化石基準(zhǔn)，表明復(fù)雜的樹脂生物合成比此前所證明的出現(xiàn)時(shí)間要早得多。樹脂的生產(chǎn)可能是早期維管植物在陸生環(huán)境中生存和擴(kuò)展的另一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新——與樹木、木材、葉片和更深根系的演化相伴而行。"

這些古老的樹脂并非像你可能在銀吊墜鑲嵌中看到的，或古生物學(xué)期刊頁面上展示的那樣，以閃閃發(fā)光的金色塊狀形態(tài)被發(fā)現(xiàn)。

研究人員發(fā)現(xiàn)的是241個(gè)微小碎片，直徑僅為0.1至1.5毫米（0.004至0.059英寸），是從中國西北部胡吉爾斯特組的10公斤（22磅）煤中提取出來的。

這些碎片太小了，必須借助紫外光才能定位，因?yàn)樗鼈兡茉谥車鷰r石中發(fā)出熒光。這塊巖石的年代已被確鑿地定為3.85億年前。問題是——這種發(fā)熒光的物質(zhì)是什么？

羅慈航解釋說："我們的第一反應(yīng)是興奮，隨后立刻轉(zhuǎn)為謹(jǐn)慎。大約3.85億年前的琥珀鑒定將是非同尋常的，因此我們最初僅將這些顆粒視為類樹脂的有機(jī)物質(zhì)，而非假定它們是真正的琥珀。"

他們對這種材料進(jìn)行了一系列化學(xué)測試。直到進(jìn)行了光學(xué)測試、紅外光譜和質(zhì)譜分析后，研究人員才確信這些微粒具有針葉樹類樹脂特有的化學(xué)特征。

科學(xué)家們無法確定究竟是哪個(gè)已滅絕的樹科產(chǎn)生了這些樹脂，但他們認(rèn)為當(dāng)時(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的危險(xiǎn)足以讓植物需要防御能力。在昆蟲成為主要的植物啃食者之前，野火和寄生真菌可能已經(jīng)足夠危險(xiǎn)，使得產(chǎn)生樹脂的特性受到青睞。

這是一種被證明具有非凡持久力的適應(yīng)性。

羅慈航表示："含琥珀的煤表明，這是一個(gè)潮濕、富含有機(jī)物、形成煤的環(huán)境，可能生長著零星的早期維管植被。真菌和陸生節(jié)肢動(dòng)物已經(jīng)存在，但陸生食物網(wǎng)比后來森林中的要簡單得多。這是一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，植物正在變得更高，發(fā)育出木材和更深的根系，并改變著大陸的物理結(jié)構(gòu)。這些微小的琥珀顆粒就是在那個(gè)重大的生態(tài)轉(zhuǎn)變期形成的。"

羅慈航指出，有充分理由相信，可能還有更古老的琥珀存在。分子研究表明，植物可能遠(yuǎn)在中泥盆世之前就擁有制造名為萜烯的樹脂化合物的基因。研究人員還在論文中指出，這些顆粒的大小是古生代琥珀的典型特征，古生代包含中泥盆世，但向前延伸得更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)至5.4億年前。所以，其他古老的琥珀可能已被發(fā)掘出來，正等待著恰到好處的一系列測試來揭示自身。

羅慈航解釋道："最有希望尋找的地方將是早泥盆世富含有機(jī)物的煤、煤質(zhì)頁巖和細(xì)粒沉積物，它們保存著豐富的植物角質(zhì)層，并且經(jīng)歷了相對較低的熱蝕變。早期的琥珀很可能是微小的、高度局域化的，且容易與其他有機(jī)質(zhì)混淆，這或許可以解釋為何它一直被忽視。將紫外光篩選、細(xì)致的微觀提取、紅外光譜和有機(jī)地球化學(xué)分析結(jié)合起來，可能會(huì)揭示出更古老的記錄。"

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

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