C4植物在渐新世初期就已经存在了

Nelson博士在制备样品

C4植物是一类光合效率较高的植物,只占被子植物种类的3%,却生产了25%的陆地有机物。60%的C4植物都是草本植物,它们占据了相当一部分的草原群落,特别是低纬度热带地区。它们的优势在于其吸收和转化CO2的途径非常有效率。C4植物如高粱、甘蔗和玉米等可以作为食物和生物燃料,减少了大气CO2的排放。

最近,科学家们分析了来自1600-3500万年前,欧洲古湖泊和海底的草本植物花粉,发现C4草本植物的起源比我们估计的要早。之前人们认为,这类光合效率极高的植物,是在渐新世CO2浓度急剧降低时为了适应环境而演化产生的。

马里兰大学(Maryland University)D.Nelson博士等人测定了几百粒草本植物花粉中的碳同位素标记,发现C4植物在渐新世初期就已经存在了,比之前的估计早了1400万年。该发现将在线发表在杂志《地质学》(Geology)上。

Nelson说“C4植物并不是在CO2减少时产生的,这让我们对C4植物的光合作用有了全新的认识,我们猜测,一些波动的选择压如温度或干旱气候可能是C4植物起源的主要原因。”

研究小组使用Nelson之前开发的一种新方法,逐个分析了花粉粒中的同位素比例。他们首先从沉积岩中提取草本植物花粉粒,再用同位素质量比率分析仪分析样品。之后就可以探测到C4植物独特的碳同位素信号,这是C4植物独特的光合途径所形成的。

使用新的研究方法,大大减少了分析所需的材料,研究植物的生态和演化变得更加容易。研究小组之后还将分析其它地区的C4植物丰度,以考察C4植物与过去大气CO2和气候的关联。


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