数百万年前，空心树木会自我撕裂，以便生长

3.74 亿年前，鱼类和三叶虫统治着海洋，游过珊瑚礁和菊石。水下发生了各种事情，而陆地上的一切却相当干燥和乏味。

一些节肢动物开始踏上坚实的地面，但大部分情况下，植物占据了海岸。但即使是植物也只是最近才开始生长，而早期地球上高耸的森林与今天大不相同。

一些最早形成森林的树木属于一类名为 Cladoxylopsida 的树种，它们高耸、木质，在树心（木材）的位置有空隙。

“木质组织呈一串一串的线状，围绕着树干外部形成一个环。内部或多或少是空心的，”卡迪夫大学古植物学家克里斯·贝里说。“如果你能用 X 射线观察树木内部，你会看到类似圆形埃菲尔铁塔的东西。”

如今，树木通常以坚固的年轮生长，随着年龄的增长，木材层也会增加，但对于枝木类植物来说，情况要艰难得多。

“它实际上不应该增大——你不能把埃菲尔铁塔推开，还指望它的直径变大，”贝瑞说。

但它们确实长高了，长到了 39 英尺高，看上去有点像棕榈树，树冠茂密，树干光滑。现在，贝瑞对它们如何生长有了更好的了解，即使不知道它们为什么会长出来。

在本周发表于《美国国家科学院院刊》的一篇论文中，贝里与他的合著者徐洪和及其同事描述了在火山灰中保存完好的树木标本，这些树木的细胞被二氧化硅取代，这让研究人员能够前所未有地详细地了解树木死亡时的状况。

“每根木条周围都会长出自己的生长环，就像树中长出一棵小树一样，”贝瑞说道。在木质木条（植物的维管系统）之间，随着树木的生长，其他较软的组织会扩张，帮助将木条分开。为了适应压力，木条有时会分裂，从而有效地撕裂和修复植物的结构，以适应其不断增长的体积。

“它不仅自我分裂，还在生长过程中自我修复，我们可以在这些化石中看到这一切的细节，”贝瑞说。“我们发现了树木的新发育轨迹。”

贝瑞和徐计划继续他们的工作，除了树干外，还关注树根，并观察附近其他树种的化石。他们还计划研究树干中较小的年轮，看看它们是一年一次的（就像今天树木的年轮一样）还是在不同的时间尺度上运作。虽然现代树木可以在年轮中记录气候，但贝瑞和同事们还不确定这些古树是否也能做到这一点。

为了验证这一想法，他们将观察一棵保存完好的树，看看树干顶端的年轮数量是否减少，他们预计这种特殊的生长模式会发生这种情况。他们还想弄清楚为什么世界上最早的树木恰好也是最复杂的。他们还没有一个可行的理论，但贝里知道该从哪里着眼：当时存在的环境压力（或缺乏环境压力）。

“早期生物没有面临现代植物和动物所面临的生态压力，所以它们可以做出一些不同寻常的事情，”贝瑞说。“就像寒武纪生命大爆发时的情况一样，当时动物出现了许多奇怪的体型，这些体型在今天看来相当怪异。植物可能也是如此。我们本质上发现了一种新的树体型。”