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泥盆纪,约4.2亿至3.6亿年前,标志着陆地植被的显著扩张期。据化石证据揭示,直至该时期末,除被子植物外,所有主要植物家族已相继登场。这一时期见证了从矮小的草本植物到参天大树,从适应半水生环境的早期蕨类到拥有繁复气生根和壮观树冠的巨型蕨类的广泛多样性。中泥盆世见证了地球上首批森林的诞生。
这些古代森林,对现代人而言,宛如异界景观,因其植物形态与今日大相径庭。通过岩石中保存的化石,我们得以窥见那个由众多巨大“怪兽”般的植物构成的原始陆地生态系统。
构成泥盆纪森林的三大植物群包括树状石松、前裸子植物及初期真蕨类。尽管它们均通过孢子繁殖,属于广义的蕨类,但裸子植物在此时虽已现身,仍以矮小形态存在。
石松,一种古老的蕨类,其孢子叶集合成穗,孢子囊位于小型单脉叶的腹面。现今的石松多为草本,分布于热带和亚热带。石松植物的化石记录悠久,始于志留纪,而在石炭纪和二叠纪达到鼎盛,既有低矮植物也有高达数十米的巨树。中泥盆世见证了树状石松的起源,其特点是拥有单脉叶的小型叶片,最终在石炭纪长成高达40米的庞然大物,成为形成现代某些煤田的关键植物。
前裸子植物的代表古羊齿,拥有类似现代松树的外观,能长至20米以上,其化石树干为早期硅化木的实例。古羊齿结合了低级蕨类的外表与高级裸子植物的内部构造,是一种独特的过渡形态,繁盛于泥盆纪晚期,现已灭绝。
至于早期森林中的真蕨类,从中泥盆世美国纽约州的地层中发现其化石,可高达5至6米。这类被称为枝蕨的植物具备复杂的分支系统,其生长导致末端枝叶的不断更新和茎基部的增厚,为古生代森林增添了又一重要成员。
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