3.74亿年前，鱼类和三叶虫统治着海洋，在珊瑚礁和菊石旁游弋。海底热火朝天，而陆地上一切都显得相当干燥和沉闷。
少数节肢动物开始爬上陆地，但大多数情况下，植物占据着海岸。但即使是植物也才刚刚开始生长，那些高耸于早期地球之上的森林与如今的森林截然不同。
最早的一些形成森林的树木属于一个叫做Cladoxylopsida的类群，它们高耸、木质化，并且在它们的心材（木质部）应该在的地方有一个空洞。
“木质组织是一系列细丝，它们在树干外部形成一个环。内部或多或少是空心的，”加的夫大学的古植物学家Chris Berry说。“如果你能用X光视角看树的内部，你会看到类似于埃菲尔铁塔的圆形结构。”
如今，树木通常以实心年轮生长，随着年龄增长添加木质层，但Cladoxylopsids的生长要困难得多。
“实际上它不应该能够生长——你不能把埃菲尔铁塔推开，期望它的直径变大，”Berry说。
但它们确实生长了，高达39英尺，看起来有点像棕榈树，树干光滑，顶部有茂密的树冠。现在，Berry对它们是如何实现生长的有了更好的认识，虽然还不清楚为什么。
在本周发表于《美国国家科学院院刊》的论文中，Berry、他的合著者Xu Hong-He和同事们描述了在火山灰中保存得极其完好的树木标本，硅取代了细胞，这让研究人员以前所未有的详细视角看到了树木在死亡那一刻的样子。
“每一个细丝周围都生长着自己的一套年轮，就像树中套着一棵迷你树，”Berry说。在木质细丝——植物的维管束系统——之间，其他较软的组织随着树木的生长而膨胀，帮助将细丝推开。为了适应这种压力，细丝有时会分开，有效地撕裂并修复植物的结构，以适应其不断增大的体积。
“它不仅撕裂了自己，而且在生长的过程中也修复了自己，我们能在这些化石中看到这其中的每一个细节，”Berry说。“我们发现了一种新的树木生长发育轨迹。”
Berry和Xu计划继续他们的工作，除了树干，还将重点研究根部，并查看附近化石化的其他树木种类。他们还计划研究细丝中较小的年轮，看看它们是否是年度性的（就像如今树木的年轮一样），或者它们是否以不同的时间尺度运作。虽然现代树木可以在年轮中记录气候，但Berry和同事们还不确定这些古代树木是否也能做到。
为了检验这个想法，他们将研究一棵保存完好的树，看看年轮的数量是否越往树顶越少，这符合他们对这种特定生长模式的预期。他们还想弄清楚为什么世界上一些最早的树木碰巧也是最复杂的。他们还没有一个可行的理论，但Berry知道从哪里入手；从当时存在的环境压力（或缺乏压力）入手。
“早期的生物没有面临现代动植物所受到的同样的生态压力，所以它们可以做一些不寻常的事情，”Berry说。“这就像寒武纪大爆发时发生的事情，当时出现了许多我们今天认为相当奇特的动物体形。植物可能也是如此。我们基本上发现了一种新的树木体形。”
