在加拿大西部的岩石中发现的 135 亿年前的微小苔藓化石保存了精美的解剖学细节。 这些化石为苔藓进化打开了一个意想不到的窗口,因为它们允许识别化石记录深处的活苔藓谱系。 通过这种方式,它们增加了该群体众所周知的稀疏化石记录。
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温哥华岛(不列颠哥伦比亚省)的白垩纪岩石(图 1)揭示了丰富的植物化石组合(图 2),其中包含 种类繁多的微小苔藓. 苔藓化石在非常小的尺度上显示出意想不到的精细解剖细节。 一些揭示了不同细胞类型的排列 组成小叶子 (图 3)。 其他人保留 无性繁殖结构 (宝石) 只有十分之一毫米宽(图 4),或 精囊 仅比宝石略大(图 5)。 甚至小到细节 单个细胞壁的几何形状 (图 6) 或细胞内与真菌的相互作用 (图 7) 和 食草动物的微观证据 (图8)可以观察到。
幸运的是,发现如此精细的细节并不需要复杂的方法,而只需要 醋酸纤维素剥离技术, 半个多世纪以来,传统上受雇于煤球古植物学家。 该技术涉及抛光岩石的平坦表面并用酸蚀刻它们以暴露植物材料,然后将其拾取在丙酮可溶的塑料片(“果皮”)上。 所有这一切都是可能的,因为包括所有苔藓在内的植物材料被流入大海的溪流从白垩纪陆地冲走,植物沉没并埋在近岸沉积物中。 然后,在海底淡水泉水渗入的地方,沉积物在植物周围凝固,沉淀出碳酸钙。
考虑到苔藓的体积小,分类和识别苔藓通常依赖于其解剖结构的复杂细节,这不足为奇。 然而,化石并不以其完整性而闻名——在石化过程中,当事情变得艰难时,更精细的细节最先被抹去。 因此,发现保存微小解剖细节的化石是罕见的,但对于了解它们各自在分类中的位置也至关重要。 加拿大化石告诉我们的一件重要事情是,苔藓的悠久历史包括大量已灭绝的多样性,只能通过搜索岩石记录才能收集到。 同样重要的是,这些化石揭示了几个具有现存代表的主要苔藓谱系的存在,比之前认为的要早得多。
为什么所有这些都很重要? 首先,因为它们填补了化石记录中的主要空白。 自从达尔文的著名抱怨以来,植物学家和生物学家都谴责地质记录在代表过去生命多样性方面的不完善。 这个真正的挑战 苔藓的情况加剧了过去的生物多样性研究, 原因是 才刚刚开始变得更加明显. 这就是为什么丰富多样的加拿大化石苔藓是宝库。 一些化石将其谱系的最小年龄增加了 50 万年或更多,而其他化石则代表了迄今为止已知的其谱系的唯一化石记录。 这些数据作为校准点至关重要,可以提高用于确定进化事件年代的分子钟的准确性,以及用于纳入 进化关系研究,他们为此做出了贡献。
其次,加拿大的材料证明了苔藓化石的重要性,这些化石保存了详细的解剖结构,有助于了解该群体的进化。 反过来,这凸显了寻找和研究具有这种保存类型的其他苔藓的必要性。


第三,加拿大化石帮助我们为解剖学上保存完好的苔藓和承载它们的岩石开发了经过彻底验证的搜索图像。 因此,我们现在从温哥华岛和加利福尼亚州的其他几个地点获得了此类化石的观察和报告,这些地点跨越白垩纪的大部分时间(Valanginian 到 Campanian,大约 135-75 百万年前)(图 9)。 这些甚至更古老(155 亿年)的解剖学上保存完好的苔藓在 阿根廷巴塔哥尼亚的上侏罗纪岩石 (图 10),等待深入的表征,并且一定会阐明苔藓深层进化史中同样重要的方面。
苔藓包括 今天至少有 7000 个物种存活 (和 一些学者至少数了13000). 如果我们对植物进化的了解是正确的,苔藓植物(包括苔藓) 至少有 440 亿年的历史. 如果不深入研究化石记录,就不可能了解苔藓广泛生物多样性的起源和进化速度,就像不了解 7 万年前的原始人化石记录,我们就无法了解我们人类的起源一样自己的物种。 归根结底,这就是为什么这些具有高分辨率解剖信息的苔藓化石如此重要的原因。