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新生代期間亞洲季風(fēng)的形成與發(fā)展深刻重塑了亞洲的生態(tài)系統(tǒng)。然而，植物何時(shí)開始響應(yīng)這一日益增強(qiáng)的季節(jié)性變化，長(zhǎng)期以來缺乏直接的化石證據(jù)。環(huán)孔材是木材解剖學(xué)特征，表現(xiàn)為早材大導(dǎo)管與晚材小導(dǎo)管交替排列。這種結(jié)構(gòu)有助于樹木在季節(jié)性干旱或低溫時(shí)期調(diào)節(jié)水分運(yùn)輸，常被視為木本被子植物適應(yīng)強(qiáng)季節(jié)性水分條件的標(biāo)志。

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)古生態(tài)研究組通過分析越南北部那陽(yáng)煤礦始新統(tǒng)地層中發(fā)現(xiàn)的木材化石，建立了一化石新屬新種——那陽(yáng)古楊柳(Parasalicaceoxylon naduongensis Hung et Oskolski gen. et sp. nov.)，隸屬于楊柳科。其木材解剖特征包括單穿孔板、互列紋孔、分隔木纖維、稀少的傍管軸向薄壁組織，以及由橫臥細(xì)胞、方形細(xì)胞和直立細(xì)胞混合構(gòu)成的異形射線。該化石具有清晰的環(huán)孔結(jié)構(gòu)，使其成為熱帶亞洲地區(qū)已知最古老的環(huán)孔材化石記錄。

研究團(tuán)隊(duì)利用HadCM3B海氣耦合氣候模型進(jìn)行了古氣候模擬。結(jié)果表明，晚始新世的亞洲季風(fēng)較今天弱且空間分布更彌散，但季節(jié)性降雨模式已經(jīng)形成。越南北部的降水季節(jié)性很可能受熱帶輻合帶(ITCZ)南北遷移控制，這使得該地區(qū)呈現(xiàn)出類似季風(fēng)的氣候特征。通過整合亞洲各地化石記錄發(fā)現(xiàn)，從晚始新世到上新世，環(huán)孔材化石的時(shí)空分布與亞洲季風(fēng)系統(tǒng)演化所驅(qū)動(dòng)的季節(jié)性降水范圍擴(kuò)張高度吻合。東亞被子植物落葉性及其關(guān)鍵適應(yīng)性狀——環(huán)孔材的演化，很可能與古近紀(jì)—新近紀(jì)期間該區(qū)域降水季節(jié)性的增強(qiáng)密切相關(guān)。該結(jié)果為理解亞洲季風(fēng)演化與植物適應(yīng)性進(jìn)化之間的協(xié)同關(guān)系提供了關(guān)鍵古生物學(xué)證據(jù)。

相關(guān)研究結(jié)果以“Late Eocene ring-porous wood signals monsoon seasonality and the rise of deciduousness in East Asia”為題，發(fā)表于國(guó)際古生態(tài)學(xué)權(quán)威期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology。版納植物園博士后Nguyen Ba Hung為該論文第一作者，李樹峰研究員和黃健副研究員為共同通訊作者。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、云南省基礎(chǔ)研究計(jì)劃、版納植物園“十四五”等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。

圖1越南北部那陽(yáng)盆地晚始新世新屬種Parasalicaceoxylon naduongensis gen. et sp. nov.的化石莖及解剖結(jié)構(gòu)。

圖2晚始新世以來亞洲季風(fēng)區(qū)降水季節(jié)性增強(qiáng)與環(huán)孔材化石記錄的時(shí)空關(guān)系。