周卫明从内蒙古乌海市乌达煤田收集的环绕化石标本。图A系榜首块化石，图H系第二块化石。图片来自：《今世生物学》
两年前的11月，周卫明与合作者从最低气温零下20摄氏度的内蒙古乌达煤田，带回了一批植物化石标本。周卫明在我国科学院南京地质古生物研讨所（以下简称中科院南古所）作业，其时他并未意识到，这批标本中有两块巴掌巨细的化石，是人类能找到的迄今最长远的环绕植物化石——它们来自3亿年前。
这在某种程度上预示着，从那时起，植物成长现已具有环绕特性。更重要的是，化石中的蕨类植物是个“左撇子”，按照左旋方向环绕成长。
此前，有研讨者曾在我国山东的“山旺植物群”中发现另一例距今1600万年的植物化石，这块化石中的植物也是个“左撇子”。二者遥相辉映，协助研讨者更好地了解远古植物的成长规则。
现在存活在地球上的环绕植物超越九成向右螺旋成长。尽管远古植物化石标本偏好左旋的原因不明，“但咱们一定要指出来”。在查阅很多文献、细心研讨化石标本后，周卫明与我国、捷克、美国古生物学者将这一效果宣布在《今世生物学》上。
植物版庞贝古城在我国
“了解远古森林中的树木在全球范围内都有重要意义。”来自美国斯坦福大学的地质科学家C. Kevin Boyce是周卫明的合作伙伴之一，他在承受《我国科学报》采访时说，千百万年前的植物根茎沉入地下、堆积，通过一系列生化和物化反响后，形成了今天所见的煤炭。
若能解开远古植物化石蕴藏的奥妙，无异于见证了白云苍狗的改换。但从前的“沧海”在哪儿？
1999年，周卫明的导师、中科院南古所研讨员王军见到了自己导师吴秀元从内蒙古乌达带回的一块植物化石标本。得知这块标本极端无缺，王军“快乐坏了”，立刻与搭档动身前往乌达。一直到2003年，王军在乌达不断发现无缺的植物化石新标本，这些化石中的植物不同于以往“躺着”的形状，许多都处于直立情况，并且十分密布，每隔三五米就能发现一个。
发现的化石标本渐渐的变多，加之该地存在厚厚的火山灰，王军等人想到，这些直立的植物很或许像庞贝古城相同，在火山喷射时被火山灰瞬间埋藏。王军在承受媒体采访时回想，在乌达，他和搭档先后做了1100多平方米的调查，终究承认在贺兰山西北角大约20平方公里的区域存在一个植物版庞贝古城。
这一研讨在2012年正式揭露，相关效果宣布于美国《国家科学院院刊》。
“乌达煤田代表着一片被火山灰吞没的沼地森林，这儿的树木存活于大约3亿年前，并且其间一些很不寻常，它们或许有40米高，其成长方法和形状与咱们现在看到的树木彻底不同。大自然以一种不为人知的方法保存了悉数。”Boyce表明。
左面画“龙”？环绕方向推翻认知
在乌达的植物庞贝城里，研讨者发现，许多原始植物和人们幻想中不相同。比方从前在中生代茂盛开展、现在濒危的苏铁类植物，其繁衍器官与现在的铁树相似，但叶片不似铁树的叶片一般分隔；现在见到的较低矮的蕨类植物，在远古时期其实是“高个儿”……
在周卫明等人的研讨中，两块环绕植物化石标本也推翻了人们的认知——最早在3亿年前，地球上就已呈现具有环绕才能的植物。化石中的蕨类植物叶轴直径约1毫米，两边还成长着辅佐攀爬的“触手”。研讨者还调查到，两块化石标本中的真蕨植物至少有5株左旋，所以确定该环绕植物是固定左旋的。
周卫明告知《我国科学报》，植物攀爬有着林林总总的战略，其间环绕攀爬是常见形式之一。“现生植物大部分都是固定右旋的，如旋花科植物牵牛花。”还有一些植物既能左旋也能右旋，“比方何首乌”，而很少部分现生植物以固定左旋的形式成长。
在现有研讨中，还未呈现右旋环绕植物化石的报导，加上从前在“山旺植物群”发现的植物化石，现在世界上仅存的两例环绕植物化石悉数为左旋环绕。
不过，“为何地质前史中的两例环绕植物化石都是左旋的？”周卫明表明，关于研讨植物“手性”的科学家而言，这是一个暂时无法回答的问题，“或许还有更深层次的自然规则等着发现”。
别的一个推翻性的发现是，以往人们认为环绕植物以巨大的树木为生，但在他们开掘的化石里，蕨类植物环绕在另一个体型较小的植物上，并且这株植物依托刺和吸盘攀爬，有点相似于现在的爬山虎和月季。“这提醒了前期森林生态系统的复杂性。”周卫明说。
煤田寻宝
收集植物化石的进程似乎寻宝游戏：先用挖掘机等大型机械整理化石层上方的岩土层，66厘米厚的火山凝灰岩暴露在地表后，研讨者会给样方打上1米乘1米的方格，再具体记载每个样方的植物保存情况并丈量巨细。
假如不是周卫明“想多了”，人们现在看到的标本或许还和其他化石躺在一同。
从乌达煤田回到南京，周卫明开端查阅文献。他发现，以往研讨中对植物环绕习性的判别都是估测而来。有研讨者直接在文章中指出，在此之前，地质前史上切当的环绕植物化石仅有山东中新世“山旺植物群”发现的一例。
意识到问题的重要性后，周卫明找到了两块化石标本中的一块。先用数码照相机进行微观照相，再用体式显微镜调查化石部分——植物上纤细的钩、鳞毛和刺等细节，有助于更精确地判定物种类别。
周卫明表明，为了辨明环绕植物和宿主植物的类别，他们不得不将化石切成三部分，然后得到了植物的解剖结构。“根据解剖特征，咱们得以了解这个环绕植物是真蕨植物，而宿主植物是种子蕨植物。”
“植物化石能保存其日子时的情况很难，保存三维立体结构更难，而‘植物庞贝’是研讨者的化石宝库，具有世界上绝无仅有的保存条件。”周卫明说。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.005
