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俄罗斯古植物学家借X射线计算机断层扫描技术揭开羽叶蕨属维管结构谜题

2025-10-30 14:00     来源:俄罗斯科学院     羽叶蕨属 X射线CT扫描 维管系统 俄罗斯
俄罗斯科学院鲍里西亚克古生物研究所的古植物学家,针对库尔斯克地区米哈伊洛夫斯基鲁德尼克采石场中侏罗世地层里保存最完好的羽叶蕨属(Ptilophyllum)贝内特石叶片化石展开研究。借助X射线计算机断层扫描技术,成功解决了先前研究者对羽叶蕨属植物维管系统结构存在的相互矛盾的解释,相关研究成果已发表在《古生物学杂志》上,羽叶蕨属、维管系统、X射线计算机断层扫描(CT)成为此次研究的关键要素。

在研究化石植物解剖结构时,传统方法存在明显局限。制作薄片或连续抛光后的醋酸纤维复制品,若标本以木炭形式保存,对标本定向劈理进行扫描电子显微镜(SEM)研究虽能取得一定成果,但这些方法因所获数据离散,无法准确且完整地呈现标本解剖结构。此前,对于属于Ptilophyllum属的Bennettites羽状叶维管系统结构,人们始终未能完全明晰。不同学者对印度同一下白垩统地层出土的Ptilophyllum amarjolense矿化遗骸研究,得出了相互矛盾的结果。大家虽一致认为叶轴维管系统由两排并列维管束组成,呈双U形结构,但对于维管束如何从双U形结构分岔进入羽片,研究者们各执一词。

为攻克这一难题,研究人员利用在米哈伊洛夫斯基鲁德尼克采石场中侏罗世地层发现的保存完好的Ptilophyllum riparium叶片碎片,制备了一系列横向叶轴劈裂片用于扫描电镜(SEM)观察。劈裂片显示上排叶轴束边缘延伸出一个单一维管束。鉴于印度出土标本难以解读,研究人员怀疑扫描电镜结果不可靠,决定使用X射线CT扫描进行复核。一系列虚拟切片最终显示,在Ptilophyllum riparium中,始终有两个维管束延伸至羽片。下排边缘维管束先分离并迅速上移,上排边缘维管束分离滞后,所以在常规切片或芯片中检测到单个维管束的可能性更高。由此可推断,对于Ptilophyllum amarjolense,正确的解释是双维管束结构。

该研究不仅证明了Ptilophyllum叶片解剖结构具有一致性,还与俄罗斯古植物学家最近提出的关于近缘属Otozamites代表中存在两个维管束的假设相契合。俄罗斯科学院鲍里西亚克古生物研究所的负责人表示:“此次研究借助先进技术,为古植物学研究提供了新的视角和方法。”



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