鄂尔多斯盆地西北缘孙家沟组宁夏木属及其古生态意义

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木化石研究是古植物学中一个重要的分支。具有髓部、初生木质部、次生木质部、树皮,以及枝叶连生的化石标本在植物系统分类和发育方面具有极高的研究价值;同时木化石中保存的真菌、动物遗体和遗迹等是研究地史时期生态系统演化的最直接的证据之一。本文以鄂尔多斯盆地西北缘的宁夏回族自治区石炭井地区乐平统顶部孙家沟组采集的45棵保存精美的化石标本为研究对象,对宁夏木属(Ningxiaites Feng,2012)开展了全面、系统和深入的研究。根据茎干(包括髓部、初生木质部、次生木质部、树皮)和与其连生的根、叶等器官的解剖学特征,发现并建立石炭井宁夏木(N.shitanjingensis Wei et Feng)、玻璃沟宁夏木(N.boligouensis Wei sp.nov.)、斯氏宁夏木(N.szei Wei sp.nov.)、圈纹宁夏木(N.circlea Wei sp.nov.)、张氏宁夏木(N.changii Wei sp.nov.)和中华宁夏木(N.sinensis Wei sp.nov.)6个新种,丰富了对华北晚二叠世晚期松柏类植物的组成、多样性和分异度的认知。厘清并描述了(特殊宁夏木)Ningxiaites specialis Feng枝的解剖结构,解剖学的证据表明尽管它们来源于同一母体植物,但依然存在结构性差异。N.shitanjingensis、N.szei sp.nov.和N.specialis叶迹发生和发育模式表明宁夏木属植物具备了一种全新的“部分落叶习性”,即:具有常绿的树冠,但在生长初期从固定的位置脱落“顶端叶”,为植物多年生的叶开发了更多空间,提高了植物的光合作用效率,促进其快速生长。N.sinensis sp.nov.和N.specialis的次生韧皮部仅由筛胞和射线薄壁组织组成,较为简单、原始;与N.sinensis sp.nov.和N.specialis连生的叶单脉,具大量转输细胞,叶肉分化为栅栏组织和海绵组织,叶上表皮具气孔,气孔器单唇式;宁夏木属植物次生韧皮部和叶解剖学特征与现生松柏类松科植物的部分类群相似,间接证明了该类植物与松柏类植物具有一定的亲缘关系。宁夏木属植物化石中保存了大量的节肢动物蛀孔和粪便化石,根据蛀孔形态、结构、分布以及粪便颗粒的形态、大小和内含物等特征识别出甲虫、甲螨和多足类三种节肢动物取食茎干的证据。Ningxiaites shitanjingensis、N.boligouensis sp.nov.和N.sinensis sp.nov.的髓薄壁细胞、木质部管胞和射线细胞中保存了丰富、复杂且形态多样的真菌菌丝化石,是真菌与植物相互作用的直接证据;N.shitanjingensis木质部出现的不同程度的白腐结构表明这些菌丝可能属于担子菌类。宁夏木属植物的多样性丰富了晚期华夏植物群的内容,表明晚二叠世晚期华北板块上松柏类植物具有较高的多样性,对华夏植物区松柏类植物分异、演化和生态提供了解剖学证据;植物与节肢动物、真菌之间的频繁相互作用说明晚二叠世时期的陆地生态系统与营养网络十分复杂。
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