达尔文关于开花植物出现的奥秘

2020-09-01 156裸子植物

地球上许多开花植物物种的出现,特别是在白垩纪(大约一亿年前)它们相对较快的传播,可以归因于它们将世界转变成满足其自身需求的能力。

达尔文关于开花植物出现的奥秘

Wageningen生态学家Frank Berendse和Marten Scheffer在《生态快报》中的一篇文章中假设,开花植物在白垩纪时期改变了条件以适应自身。因此,研究人员为查尔斯·达尔文(Charles Darwin)认为是他所面临的最大谜团之一提供了全新的解释,达尔文关于开花植物出现的奥秘。

研究背景

在白垩纪期间,地球表面的植被组成发生了最大的变化之一,这一变化也以前所未有的速度发生。瓦赫宁根大学的自然保护和植物生态学教授Frank Berendse和水生生态学教授Marten Scheffer都想了解这是如何发生的。他们在完全非常规的方向上寻找解释。

在白垩纪早期之前,植被主要由裸子植物和蕨类植物组成。这些植物在很大程度上被全新的植物群取代:被子植物(开花植物)。在约1.25亿年前的白垩纪早期,第一批开花植物得以进化。此后不久,热带地区的裸子植物几乎完全被被子植物所取代。到白垩纪末期(6500万年前),开花植物的帝国已在世界上大部分地区确立了根基。裸子植物仅在遥远的北部继续存在-即使在今天也是如此。

研究内容

查尔斯·达尔文(Charles Darwin)面临的最大难题之一就是开花植物的奇异多样性的迅速增加(与它们对地球的迅速征服有关)。在1879年7月22日给约瑟夫·胡克(Joseph Hooker)的信中,他提到了“令人难以置信的神秘”。白垩纪晚期的化石开花植物种类繁多,而实际上白垩纪早期没有化石,但似乎与他关于新物种的出现只能非常缓慢地出现的观点完全矛盾。

最大的问题是,如何以如此空前的速度发生这种巨大的变化。是因为-在白垩纪之前-大的蜥脚类恐龙被较小的鸟嘴兽(Ornithischian)恐龙赶出了,然后系统地吞噬了裸子植物的所有幼苗?还是因为开花植物可以与许多可以授粉花朵的昆虫同时进化?

达尔文关于开花植物出现的奥秘,根据Berendse和Scheffer的说法,我们必须朝完全不同的方向思考。他们假设开花植物能够改变世界以适应自己的需求。它们生长更快,因此需要更多的营养。在一个营养贫乏且完全由裸子植物控制的世界中,土壤状况不佳-且其可降解的凋落物-很难建立开花植物。但是在裸子植物暂时消失的某些地方,例如由于洪水,大火或暴风雨,被子植物可能会增加,因此它们能够利用易于降解的垫料来改善自身状况。

研究意义

根据Berendse和Scheffer的理论,这导致了积极的反馈。结果,开花植物的生长速度甚至会更快,并且能够代替世界上许多被子植物。最终,开花植物的叶子和果实的可食性提高,导致地球上食植物者的数量大大增加,这为哺乳动物的快速进化和人类的出现开辟了道路。

引用

Wageningen University and Research Centre. "Darwin’s Mystery Of Appearance Of Flowering Plants Explained." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 July 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090713211621.htm.

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