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6600万年前导致恐龙灭绝的巨型小行星是如何造就现代热带雨林的?

6600万年前导致恐龙灭绝的巨型小行星是如何造就现代热带雨林的?

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6600万年前导致恐龙灭绝的巨型小行星是如何造就现代热带雨林的?

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(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:大约6600万年前,一颗巨大的小行星坠入了现在的尤卡坦半岛,使地球陷入黑暗。撞击改变了热带雨林,造就了花的盛世。今天的热带雨林是生物多样性的热点,在世界气候系统中发挥着重要作用。今天发表在《科学》杂志上的一项新研究揭示了现代热带雨林的起源,并可能帮助科学家了解未来热带雨林将如何应对快速变化的气候。

由史密森热带研究所(STRI)的研究人员领导的这项研究表明,6600万年前结束恐龙统治的小行星撞击也导致现在哥伦比亚45%的植物灭绝,它为现代热带雨林中开花植物的统治铺平了道路。

从充满蕨类植物的森林到充满鲜花的森林。植物开始开出诱人的花朵,它们含有糖分,奖励昆虫将花粉粒(基本上是植物的雄性精子) 带到其他花朵上,帮助植物繁衍后代。这种策略非常成功,开花植物占领了热带森林,也占领了世界。

“我们想知道热带雨林在Chicxulub冲击等剧烈生态扰动后是如何变化的,所以我们寻找热带植物化石,”第一作者、STRI和哥伦比亚罗萨里奥大学联合博士后研究员Mónica Carvalho说。“我们的团队检查了5万多条花粉化石记录和6000多片叶子化石,这些化石来自撞击前后。”

1.25亿至1亿年前,在恐龙统治时期,现在哥伦比亚的大部分地区被针叶树和蕨类植物为主的森林所覆盖。

在中美洲和南美洲,地质学家们在大雨将化石冲走、丛林将化石再次掩盖之前寻找暴露的化石。在这项研究之前,人们对这种灭绝对现在主宰美洲热带地区的开花植物进化的影响知之甚少。STRI的工作人员古生物学家Carlos Jaramillo和他的团队,主要是STRI的研究员,其中许多人来自哥伦比亚,研究了来自39个地点的花粉粒,这些地点包括哥伦比亚的岩石露头和为石油勘探而钻探的岩芯,以描绘影响前后森林的大区域图景。从比撞击更早的岩石上获得的花粉和孢子显示,雨林同样以蕨类植物和开花植物为主。针叶树很常见,并在恐龙的足迹上投下了它们的阴影。大撞击之后,针叶树几乎完全从新世界的热带地区消失,开花植物取而代之。撞击后的1000万年左右,植物多样性没有恢复。

叶子化石告诉了团队许多关于过去气候和当地环境的信息。Carvalho和芝加哥植物园Negaunee保护科学和行动研究所的博士后研究助理Fabiany Herrera领导了对6000多个标本的研究。该团队与史密森尼国家自然历史博物馆的斯科特-温(Scott Wing)等人合作,发现有证据表明,撞击前的热带森林树木间距很远,使得光线能够到达森林地面。在撞击后的1000万年内,一些热带森林很密集,就像今天的森林一样,树叶和藤蔓给下面的小树、灌木和草本植物投下深深的阴影。撞击前森林的树冠较稀疏,开花植物较少,与之后数百万年生长起来的森林相比,进入大气中的土壤水分会更少。

该团队在灭绝事件之前没有发现豆科树的证据,但之后豆科树的叶子和豆荚的多样性和丰富性非常高。今天,豆科植物是热带雨林中的优势植物,通过与细菌的联合,从空气中摄取氮气,并将其转化为土壤的肥料。豆科植物的兴起极大地影响氮循环。

“昆虫对植物的损害可以在一片叶子的微观世界或植物群落的广阔范围内揭示热带森林中营养结构的基础,”Labandeira说。“驻留在大量植物组织中的能量沿着食物链向上传递--最终传递给野猪、老鹰和美洲虎--始于昆虫,它们将植物组织镂空、咀嚼、刺穿并消化,这个消费食物链的证据始于昆虫消费植物的所有多样、密集和迷人的方式。”

“在影响之前,我们看到不同类型的植物有不同的损害:进食是宿主特异性的,”Carvalho说。“在影响之后,我们发现几乎每一种植物都有相同种类的损害,这意味着进食植物是很普遍的。”

撞击的后遗症是如何将恐龙时代稀疏的、针叶树丰富的热带雨林变成今天的雨林?根据来自花粉和树叶的证据,研究小组为这种变化提出了三种解释,它们都可能是正确的。

第一种想法是,恐龙通过进食和在迁徙来保持了撞击前森林景象的开放性。第二种解释是,撞击产生的落灰丰富了整个热带地区的土壤,给生长较快的开花植物带来了优势。第三种解释是,针叶树种的优先灭绝为开花植物接管热带地区创造了机会。




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