恐龙灭亡的冲击力帮助森林开花

2020-09-17 96被子植物

大约6600万年前,一块直径10公里的岩石撞击了奇克苏鲁布小镇遗址附近的尤卡坦半岛,其威力相当于100颗TNT的畸胎。它留下了一个直径超过150公里的陨石坑,由此引发的大海啸、野火、全球地震和火山活动被广泛认为是灭绝了恐龙,并为哺乳动物的崛起让路。但是恐龙赖以生存的植物呢?

恐龙灭亡的冲击力帮助森林开花

由亚利桑那大学的研究人员领导的一项新的研究表明,对恐龙来说是厄运的冲击,对常绿开花植物的破坏程度也比落叶植物大得多。他们假设落叶植物的特性使它们能够更好地对世界末日后混乱变化的气候条件作出快速反应。研究结果将于9月16日发表在开放获取期刊《公共科学图书馆生物学》(PLOS Biology)上。

研究小组将生物力学公式应用于成千上万的被子植物化石叶子的宝库——开花植物,不包括针叶树——能够重建出一个多样化的植物群落的生态,在这场灾难性的撞击事件中,有220万年的时间里,人们相信这场灾难已经摧毁了一半以上的植物生活在当时的物种。这些叶化石样本跨越了白垩纪的最后1400000年和古近纪的前800000年。

研究人员发现证据表明,恐龙灭亡的冲击力帮助森林开花,在撞击之后,快速生长的落叶被子植物在很大程度上取代了生长缓慢、常绿的同类植物。常绿被子植物的实例,如冬青和常春藤,往往喜欢阴凉,生长不快,叶子颜色深。

本杰明说:“今天,当你看到森林里的常绿植物占主导地位的时候,别看周围的常绿植物。”取而代之的是落叶植物,这些植物在一年中的某个时候会掉叶。”

研究内容

布朗德和他的同事们研究了从北达科他州南部的一个地方收集的大约1000片植物叶子化石,这些叶子嵌入了被称为地狱溪地层的岩层中,在白垩纪末期,那里是一个由河道纵横交错的低地漫滩。这批藏品包括10000多个已确认的植物化石,主要存放在丹佛自然与科学博物馆。”布朗德说:“当你拿着一片保存得如此精美的叶子,知道它已经有6600万年的历史了,那是一种卑微的感觉。”

“如果你想一想陨石撞击地球等灾难性事件造成的大规模灭绝,你可能会想象所有物种都有同样的死亡可能性,”布朗德说适者生存并不适用——这种影响就像一个重置按钮。然而,另一种假设是,某些物种具有使它们得以生存的特性。

研究意义

“恐龙灭亡的冲击力帮助森林开花,我们的研究提供了从缓慢生长的植物到快速生长的物种的戏剧性转变的证据,”他说这告诉我们,灭绝不是随机的,植物获取资源的方式可以预测它如何应对重大干扰。这也潜在地告诉了我们为什么现代森林通常是落叶的,而不是常绿的。”

此前,其他科学家发现了撞击产生的尘埃导致温度急剧下降的证据。”布朗德说:“假设是冬季的影响带来了一个非常多变的气候。”这将有利于那些生长迅速并能利用不断变化的环境的植物,例如落叶植物。”

布朗德解释说:“我们测量了一片给定叶子的质量与面积的关系,这就告诉我们,这片叶子是一片矮胖、昂贵的叶子,还是一片更脆弱、更便宜的叶子。”换言之,就是植物在叶子上投入了多少碳。”此外,研究人员测量了树叶叶脉网络的密度,这是一种衡量一种植物能够燃烧的水量和获取碳的速率。

“在快速生长和缓慢生长的物种之间有一个光谱,”布朗德说有“活得快,死得早”的策略,也有“慢而稳”的策略。你可以把它比作投资股票和债券的金融策略。”分析显示,虽然在灭绝事件发生前,生长缓慢的常青树占据了植物群落的主导地位,但快速生长的开花物种却在后来取代了它们的位置。

引用

PLOS. "Impact that doomed the dinosaurs helped the forests bloom." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 September 2014. www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140916141529.htm.

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