巴西巴拉那盆地二叠纪地层中首例原位孢子石松类植物新属Franscinella的发现及其古植物学意义

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Review of Palaeobotany and Palynology 1.7

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  本研究针对冈瓦纳大陆二叠纪草本石松类化石记录匮乏的问题,通过对巴西Quitéria剖面Asselian期火山灰层中Lycopodites riograndensis模式标本及新标本的系统修订,运用立体显微镜、扫描电镜(SEM)等技术首次揭示其原位孢子特征,建立新属Franscinella riograndensis comb. nov.,为巴拉那盆地晚古生代石松类演化研究提供关键证据。

  

在冈瓦纳大陆二叠纪地层中,石松类植物的化石记录长期以乔木型类群为主导,而草本形态的化石证据却寥若晨星。这种失衡现象究竟是真实的古生态格局,还是受限于化石保存的"塔фон米克偏差"(taphonomic bias)?来自巴西的研究团队通过对巴拉那盆地Quitéria剖面火山灰层中特殊保存的植物化石展开深入研究,为这一谜题提供了全新线索。

这项发表在《Review of Palaeobotany and Palynology》的研究聚焦于Asselian期(早二叠世)火山灰埋藏的46件标本,包括Lycopodites riograndensis的模式标本及新采集材料。研究团队采用立体显微镜观察、透射光显微镜分析、扫描电镜(SEM)成像和合成铸模技术等多学科手段,首次在巴拉那盆地二叠纪地层中发现了保存完好的原位孢子(in situ spores)。这些孢子特征与分散孢子属Converrucosisporites和Granulatisporites具有形态相似性,为地层对比提供了新依据。

【Material and methods】
研究标本来自巴西南部Pantano Grande市的Quitéria剖面Asselian期火山灰层,包括Salvi等(2008)原始描述的holotype和paratypes,以及40件新采集标本。通过立体显微镜(ZEISS Stemi 508)、场发射扫描电镜(FEI Inspect S50)结合能谱分析(EDS),以及乙酸纤维素膜铸模技术,揭示了分枝模式、管胞结构和孢子囊壁细胞等微观特征。

【Systematic palaeobotany】
研究提出新属Franscinella以取代Lycopodites riograndensis,归入石松纲(Lycopodiopsida)石松目(Lycopodiales)。模式种Franscinella riograndensis comb. nov.具有典型的等二歧分枝(isotomous branching)和三层孢子囊壁结构,其直径25-35 μm的孢子表面具瘤状纹饰(verrucate ornamentation),这些特征明显区别于冈瓦纳其他二叠纪草本石松类如Selaginella harrisiana和Paurodendron stellatum。

【Comparison with dispersed spore taxa】
原位孢子与巴西Pennsylvanian-Cisuralian地层中报道的Converrucosisporites micronodosus和Granulatisporites austroamericanus在纹饰类型和大小范围上高度吻合,暗示这些分散孢子可能源自Franscinella类群,为地层孢粉组合的母体植物识别提供了直接证据。

【Final remarks】
该研究不仅建立了巴拉那盆地首个含原位孢子的二叠纪石松类新分类单元,更重要的是揭示了火山灰快速埋藏对保存植物微观结构的特殊作用。Franscinella的发现填补了西冈瓦纳草本石松类化石记录的空白,其与东冈瓦纳同类群的形态差异,可能反映了二叠纪初期冈瓦纳大陆不同区域的生态分异。研究团队建议重新检视被归入"形态属"(morphotaxa)的类似化石,以更全面重建古生代末期石松类植物的演化格局。

这项由巴西团队完成的研究得到了CAPES和CNPq的资助,其创新性在于将传统形态学与现代显微技术结合,为理解南美洲二叠纪植物群组成及古环境变迁提供了关键化石证据。正如作者强调的,未来需要更多针对原位孢子保存的研究,以破解冈瓦纳大陆古植物地理分布的深层密码。

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