UN, fotografia di Armoricaphyton chateaupannense conservata in 2D come film sottili carboniosi. B, Immagine SEM di una sezione trasversale di un asse di un esemplare di A. chateaupannense conservato in 3D che mostra i tracheidi allineati radialmente. Credito:sorgente luminosa canadese
La mappatura dell'evoluzione della vita sulla Terra richiede una comprensione dettagliata dei reperti fossili, e gli scienziati stanno utilizzando tecnologie basate sul sincrotrone per guardare indietro, in modo molto indietro, alla struttura cellulare e alla chimica della prima pianta legnosa conosciuta.
La dott.ssa Christine Strullu-Derrien e colleghi hanno utilizzato la linea di luce SM della Canadian Light Source presso l'Università del Saskatchewan per studiare Armoricaphyton chateaupannense , una pianta legnosa estinta che ha circa 400 milioni di anni. La loro ricerca si è concentrata sulla lignina, un composto organico nei tracheidi vegetali, cellule allungate che aiutano a trasportare acqua e sali minerali. La lignina rende le pareti cellulari rigide e meno permeabili all'acqua, migliorando così la conduttività del loro sistema vascolare.
Strullu-Derrien, un collaboratore scientifico presso il Museo di Storia Naturale di Londra, Inghilterra e il Museo di Storia Naturale di Parigi, Francia, aveva descritto A. chateaupannense alcuni anni fa e ci sono tornato per questo progetto.
"Studi sono stati condotti in precedenza su piante devoniane ma non erano legnose, " lei disse. " A. chateaupannense è la prima pianta legnosa conosciuta ed è conservata sia in forma 2-D come film carboniosi piatti che come strutture organo-minerali 3-D. Questo permette di fare un confronto tra i due tipi di conservazione, " lei disse.
Sebbene i fossili utilizzati nello studio siano stati raccolti nel Massiccio Armoricano, una regione geologicamente significativa di colline e pianure nella Francia occidentale, Strullu-Derrien ha affermato che le prime piante legnose del Devoniano sono state trovate anche nel New Brunswick e nell'area di Gaspé nel Quebec "sebbene siano 10 milioni di anni più giovani di quella francese".
UN, parte di un blocco 3D ricostruito di A. chateaupannense conservato in 3D. B, struttura organica delle cellule tracheidi di tipo P. Credito:sorgente luminosa canadese
Una delle sfide in questo tipo di studio è che il processo di fossilizzazione modifica i tessuti molli delle piante, che altera o oscura la sua struttura biochimica originale e rende difficile ricostruire con precisione la chimica originale. Questo studio, però, aiutato da tecnologie di visualizzazione avanzate, identificate cellule lignificate nei fossili, suggerendo che la pianta contenesse composti di lignina resistenti alla decomposizione.
"Le analisi mostrano che entrambi i fossili 2-D e 3-D hanno la stessa composizione chimica, che è diverso dalla lignina moderna, ma il segnale chimico della lignina non si perde completamente nel processo di fossilizzazione, " ha detto. Sebbene il tipo di conservazione dei fossili vegetali non sia unico, "La combinazione di metodi di sincrotrone utilizzati per studiare la struttura e la chimica del legno a questo livello di dettaglio è nuova".
I risultati della ricerca sono in un articolo intitolato "Sulla struttura e la chimica dei fossili della prima pianta legnosa, " pubblicato da Paleontologia .
Considerato quanto il legno sia onnipresente e importante come componente strutturale degli impianti moderni, L'indagine di Strullu-Derrien fa avanzare la conoscenza su quando e come il legno si è evoluto per la prima volta. Ancora, le domande rimangono:"Il legno appare per la prima volta nelle piccole piante ma aveva una funzione diversa da quella che ha oggi negli alberi, per esempio?" pose Strullu-Derrien.
Per trovare una risposta, applicherà le stesse tecniche utilizzate in questo studio su piante di altre ere geologiche "per seguire l'evoluzione della loro struttura e per poter scoprire quando, o in quale stato di conservazione, la restante materia organica ha mantenuto un segnale chimico di lignina."
"Il nostro studio illustra le capacità dei sincrotroni di studiare la prima evoluzione dei sistemi tissutali nelle piante. È fondamentale avere accesso a queste tecniche per raggiungere il livello di risoluzione necessario per ottenere segnali chimici come la lignina. Questo rappresenta un'area in via di sviluppo e promettente per lo studio dei fossili che integrerà i dati morfo-anatomici e aiuterà a interpretare le strutture, " lei disse.
