恐龙灭绝后,地衣开始兴盛

2020-10-20 126地衣

6600万年前,当一颗小行星撞击地球时,它引发了整个地球的大灭绝。最著名的受害者是恐龙,但早期的鸟类、昆虫和其他生命形式也受到了打击。碰撞导致火山灰云阻挡太阳并冷却地球温度,破坏了植物生命。但是科学报告中的一项新研究表明,恐龙灭绝后,地衣开始兴盛,在陆地植物挣扎的同时,一些种类的地衣——由真菌和藻类共同生活的有机体——抓住时机,进化成新的形式,在生态系统中扮演植物的角色。

“我们原以为地衣会受到负面影响,但在我们研究的三组中,它们抓住了机会,迅速多样化,”论文的第一作者黄振鹏说。“有些地衣生长出复杂的3D结构,就像植物叶子一样,这些地衣填充了那些已经灭绝的植物的生态位。”

研究背景

研究人员在阅读了一篇关于小行星撞击如何导致许多早期鸟类灭绝的论文后,对研究大规模灭绝对地衣的影响产生了兴趣。”我在火车上读到它,我想,‘天哪,可怜的地衣,他们一定也遭受了痛苦,我们怎么能追查到他们的遭遇呢?’这项研究的资深作者、菲尔德博物馆地衣化真菌馆长托尔斯滕·伦布希说。

你已经见过地衣无数次了,即使你没有意识到。”“到处都是地衣,”Huang说如果你在城市里散步,你在岩石、墙壁或树木上看到的粗糙的或灰色的斑点,这些都是常见的结壳地衣。在地面上,它们有时看起来像嚼口香糖。如果你走进一片更原始的森林,你会发现橙色、黄色和鲜艳的紫罗兰色--地衣真的很漂亮。“它们就是科学家们所说的“共生有机体”——它们由两种不同的生命体组成,它们共享一个身体,共同工作。它们是一种真菌和一种能够进行光合作用的有机体之间的伙伴关系,这种有机体可以从阳光中获取能量——或者是一种微小的藻类植物,或者是一种特殊的蓝绿色细菌。真菌,包括蘑菇和霉菌,是生命之树上自己的分支,与动植物分开(实际上与我们的关系比植物更密切)。真菌的主要作用是分解分解分解物质。

恐龙灭绝后,地衣开始兴盛

在6600万年前的大灭绝中,由于小行星的火山灰阻挡了阳光,降低了温度,植物遭受了损失。但大灭绝对真菌来说似乎是件好事——它们不依赖阳光作为食物,只需要大量的死亡物质,化石记录显示,此时真菌孢子数量增加。由于地衣含有一种植物和一种真菌,科学家想知道它们是像植物一样受到负面影响,还是像真菌一样受到正面影响。

“我们最初预计地衣会受到负面影响,因为它们含有需要光线的绿色物质,”Huang说。

为了了解地衣是如何受到大灭绝的影响的,科学家们必须要有创意——从那时起,地衣化石并不多。不过,虽然研究人员没有地衣化石,但他们确实拥有大量现代地衣DNA。

通过观察在实验室环境中生长的真菌,科学家们通常知道真菌DNA中基因突变的频率——DNA序列中的一个字母在DNA复制过程中意外切换的频率。这叫做突变率。如果你知道突变率,如果你比较两个不同物种的DNA序列,你通常可以推断出他们在多久以前就有了一个具有相同DNA的共同祖先。

研究人员将三个地衣家族的DNA序列输入到一个软件程序中,该程序比较了它们的DNA,并计算出它们的家谱必须是什么样子,包括对它在多久前分支到我们今天看到的类群的估计。他们从1亿年前到4亿年前的几块地衣化石证实了这一信息。结果表明,在6600万年前,苔藓开始繁荣起来,至少对一些叶子更茂盛的苔藓家族来说是如此。

“有些群体没有表现出变化,所以他们没有受到环境变化的影响,也没有从中受益,”伦布希说,他除了研究地衣外,还是该领域科学和教育的副总裁一些地衣灭绝了,那些多叶的大型地衣填补了这些壁龛。当我看到并不是所有的苔藓都受苦时,我真的很高兴。”

研究结果表明,恐龙灭绝后,地衣开始兴盛,我们今天所知道的自然世界是如何深刻地受到这次大灭绝的影响的。”“如果你能追溯到4000万年前,植物、鸟类、真菌中最突出的类群——它们将比7000万年前更像你现在看到的,”伦布希说我们现在所看到的自然界中,大多数都是在恐龙之后出现的。”

研究意义

由于这项研究显示了6600万年前地衣对大灭绝的反应,它可以揭示物种将如何应对地球目前正在经历的大灭绝。”在我们失去世界生物多样性之前,我们应该记录下来,因为我们不知道什么时候我们需要它地衣是环境指标——通过简单地进行生物多样性研究,我们可以推断空气质量和污染程度。”

除了对环境影响和物种灭绝的潜在影响外,研究人员指出了这项研究如何加深我们对周围世界的了解。

“对我来说,这很有趣,因为如果没有大分子数据集,你就无法做到这一点。“十年前这是不可能的,”伦布希说这是另一个难题,去了解我们周围的自然环境。”

Huang说:“我们期望研究其他生物会产生很多模式,但真菌并不遵循这种模式。真菌很奇怪。” “它们真的是不可预测的,确实是多种多样的,真的很有趣。”

引用

Field Museum. "When the dinosaurs died, lichens thrived: Mass extinction hurt land plants, but DNA shows that some fungus/plant combo organisms rose up." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 June 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190628120432.htm.

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