Het in kaart brengen van de evolutie van het leven op aarde vereist een gedetailleerd begrip van het fossielenarchief, en wetenschappers gebruiken op synchrotron gebaseerde technologieën om terug te kijken - weg, lang geleden - bij de celstructuur en chemie van de vroegst bekende houtachtige plant.

Dr. Christine Strullu-Derrien en collega's gebruikten de SM-bundellijn van de Canadese lichtbron aan de Universiteit van Saskatchewan om Armoricaphyton chateaupannense , een uitgestorven houtachtige plant die ongeveer 400 miljoen jaar oud is. Hun onderzoek richtte zich op lignine, een organische verbinding in de plant tracheïden, langwerpige cellen die helpen bij het transport van water en minerale zouten. Lignine maakt de celwanden stijf en minder waterdoorlatend, waardoor de geleidbaarheid van hun vasculaire systeem wordt verbeterd.

Strullu-Derrien, een wetenschappelijk medewerker bij het Natural History Museum in Londen, Engeland en het Natural History Museum in Parijs, Frankrijk, had beschreven A. chateaupannense enkele jaren geleden en ben er voor dit project op teruggekomen.

"Er zijn eerder onderzoeken gedaan naar planten uit het Devoon, maar ze waren niet houtachtig, " ze zei. " A. chateaupannense is de vroegst bekende houtachtige plant en wordt bewaard in zowel 2-D vorm als platte koolstofhoudende films en 3-D organo-minerale structuren. Dit maakt het mogelijk om de twee soorten conservering met elkaar te vergelijken, " ze zei.

Hoewel de fossielen die in het onderzoek werden gebruikt, werden verzameld in het Armoricaans Massief, een geologisch belangrijke regio van heuvels en vlaktes in het westen van Frankrijk, Strullu-Derrien zei dat vroege Devoon-houtachtige planten ook zijn gevonden in New Brunswick en het Gaspé-gebied in Quebec "hoewel deze 10 miljoen jaar jonger zijn dan de Franse."

Een van de uitdagingen bij dit soort onderzoek is dat het fossilisatieproces zacht plantenweefsel verandert, die de oorspronkelijke biochemische structuur verandert of verduistert en het moeilijk maakt om de oorspronkelijke chemie precies te reconstrueren. Deze studie, echter, geholpen door geavanceerde visualisatietechnologieën, identificeerde verhoute cellen in de fossielen, wat suggereert dat de plant bederfbestendige lignineverbindingen bevatte.

"Analyse toont aan dat zowel de 2D- als de 3D-fossielen dezelfde chemische samenstelling hebben, wat anders is dan moderne lignine, maar het chemische signaal van lignine gaat niet volledig verloren in het fossilisatieproces, " zei ze. Hoewel het type conservering van de plantenfossielen niet uniek is, "De combinatie van synchrotron-methoden die worden gebruikt om de structuur en de chemie van het hout op dit detailniveau te bestuderen, is nieuw."

De resultaten van het onderzoek staan ​​in een paper getiteld "On the Structure and Chemistry of Fossils of the Early Woody Plant, " gepubliceerd door paleontologie .

Gezien hoe alomtegenwoordig en belangrijk hout is als structureel onderdeel van moderne planten, Het onderzoek van Strullu-Derrien bevordert de kennis over wanneer en hoe hout voor het eerst is geëvolueerd. Nog, vragen blijven:"Hout verschijnt eerst in kleine planten, maar had het een andere functie dan tegenwoordig in bomen, bijvoorbeeld?" stelde Strullu-Derrien.

Om een ​​antwoord te vinden, ze zal dezelfde technieken toepassen die in deze studie zijn gebruikt op planten uit andere geologische tijdperken "om de evolutie van hun structuur te volgen en te kunnen vinden wanneer, of in welke staat van bewaring, de resterende organische stof heeft een chemisch signaal van lignine behouden."

"Onze studie illustreert de mogelijkheden van synchrotrons om de vroege evolutie van weefselsystemen in planten te onderzoeken. Het is van cruciaal belang om toegang te hebben tot deze technieken om het resolutieniveau te bereiken dat nodig is voor het verkrijgen van chemische signalen zoals lignine. Dit vertegenwoordigt een zich ontwikkelend en veelbelovend gebied voor de studie van fossielen die de morfo-anatomische gegevens zullen aanvullen en helpen bij het interpreteren van de structuren, " ze zei.