早二叠世合囊蕨类植物Nemejcopteris haiwangii攀爬习性的发现及其古生态意义

本研究通过早二叠世Wuda凝灰岩植物群中保存完好的化石证据，首次证实合囊蕨类植物Nemejcopteris haiwangii具有攀爬Psaronius树干的习性。研究人员发现其刺状结构（prickle）支持钩攀策略，但受限于结构尺寸和柔韧性，攀爬高度不足4米。该成果揭示了古生代植物对泥炭沼泽周期性淹没环境的适应性演化，为理解晚古生代热带森林垂直结构提供了新视角。

　　

在3亿年前的早二叠世，地球上的热带森林已演化出复杂的垂直结构。当时的植物如何适应环境竞争？尤其是那些既非高大乔木又非典型藤本的蕨类植物，它们的生存策略长期困扰着古植物学家。合囊蕨类(Zygopterid)作为已灭绝的蕨类分支，其多样性生长习性一直备受关注，但关于其攀爬行为的证据始终停留在推测阶段。

中国的研究团队通过对内蒙古乌达煤田"Wuda凝灰岩植物群"的发掘，在No.6与No.7煤层间的凝灰岩层（年龄298.34±0.09 Ma）中发现了关键化石证据。这些保存完好的"生态快照"清晰记录了Nemejcopteris haiwangii与树蕨Psaronius树干的相互作用，证实了这种原被重建为地表覆盖型的植物确实具有攀爬能力。

研究采用高精度化石层位学方法，结合U-Pb锆石定年确定地层年代。通过宏观形态学分析，发现N. haiwangii的叶柄(phyllophore)表面具有刺状结构(prickle)，其与Psaronius树干表皮保存的接触痕迹形成直接证据。研究人员重建了该植物的三维生长构型，并评估其机械性能。

材料与方法
标本采自内蒙古乌达煤田太原组上部的凝灰岩层，该层位保存了早二叠世热带沼泽森林生态系统。研究结合野外原位观察与实验室显微分析，对化石相互作用界面进行高分辨率成像。

2015年发掘实例
在6.9米高的完整Psaronius树干周围，发现大量N. haiwangii的叶柄和羽片化石呈环绕分布，最高达3米处。这些标本显示其叶柄通过弯曲缠绕与树干形成力学接触。

Nemejcopteris haiwangii的攀爬习性
研究表明该植物采用钩攀(hook-climbing)策略，但刺状结构尺寸较小（<2 mm）且缺乏柔韧性，限制其攀爬高度。与现生藤本植物相比，N. haiwangii缺乏分枝策略，无法形成密集支撑网络。

结论
这项研究首次为古生代合囊蕨类的攀爬行为提供直接化石证据，揭示其从地表覆盖到攀爬的适应性转变主要受泥炭沼泽周期性淹没环境驱动，而非冠层光照竞争。尽管攀爬能力有限，这种"低矮攀爬者"的策略丰富了我们对晚古生代森林生态位分化的认知。

成果发表于《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》，不仅填补了古植物行为学的空白，更建立了研究古生代植物-环境互作的新范式。通过多学科交叉方法，研究团队成功"复活"了3亿年前蕨类植物的生存智慧，为理解陆地生态系统演化提供了关键环节。