泥盆纪尤其是中泥盆世至晚泥盆世时期（距今约3.9-3.6亿年）是陆生植物演化与分异的重要时期，古环境发生剧烈变化，使这一时期成为陆地生态系统发展的关键节点。古植物学者已通过美国纽约州等地的化石材料证实，最早的森林出现在中泥盆世晚期，主要由枝蕨类植物（Cladoxylopsida）构成。枝蕨类植物的显著特点是其解剖结构中具有多枚独特的、呈分枝状的木质部束。
中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐洪河等在我国新疆塔城地区开展了多年的地层古生物学野外考察工作，采集并研究了该地区独特而精美保存的多门类化石。目前，该研究团队联合英美学者对新疆塔城地区晚泥盆世（距今约3.7亿年）硅化保存的枝蕨类化石进行研究，并取得了重要的理论性进展。
新疆塔城地区硅化保存的植物化石显示出枝蕨类植物独特的内部解剖结构。这种枝蕨类植物是构成地球上最早森林的植物，此前曾在美国纽约州等地的相关地层中有所报道，但仅有铸型和压型保存的化石材料，只能了解植物体的外部形态。尽管新疆硅化保存的这批化石并不是地球上最早的枝蕨类植物，但通过对它们内部“骨骼”的研究，识别出了枝蕨类植物类群加粗生长的模式，重建了枝蕨类植物的生长模型。
新疆硅化保存的枝蕨类植物最大直径达70厘米，是最早的硅化木，其内部结构独特，至少30枚独立的茎维管束交错排列，构成双环状的圆柱形维管束群，维管束群外围布满了根，这些维管束均具有明显的次生木质部和加粗生长，也具有生长轮（年轮）。
此类枝蕨类植物的茎维管束彼此交错成复杂的立体网格，植物体在生长过程中，通过增大单个茎维管束的直径以及不断分生出新的根，而改变维管束群的立体网格结构，进而完成加粗生长，同时，植物变得越发高大。构成早期森林的枝蕨类植物这种加粗生长的方式，与现代植物中的某些单子叶植物具有一定的相似性。
该研究是古植物学领域的理论性研究，对于早期陆生植物的演化、陆地生态系统的发展以及现代生物学的相关研究均具有重要的参照。相关研究成果在线发表在《美国科学院院报》（PNAS）上。