远古热脉冲或曾重塑开花植物的崛起

远古变暖时期或有助于解释开花植物的主导地位

据墨尔本大学介绍的一项研究，过去1.4亿年中最温暖的两个时期，可能在重塑陆地生命方面发挥了重要作用。该研究考察了重大气候变化如何与陆生植物的灭绝和快速多样化同时发生，其中包括如今主导许多陆地生态系统的开花植物。

这项发表于Nature Plants的研究聚焦于白垩纪中期和新生代早期——两个全球异常温暖的时期。来自澳大利亚和奥地利的研究人员认为，这些时期对植物进化至关重要，不仅影响了开花植物，也影响了其他主要陆生植物类群。

这个问题之所以重要，是因为植物支撑着陆地生态系统。它们从阳光中获取能量，并支持依赖植物生存的动物、真菌和细菌。研究人员特别指出，开花植物是陆生植物中生产力最高、种类最丰富的类群，全球约有40万种。

化石记录带来的难题

大约1亿年前的白垩纪中期，恐龙仍广泛分布，开花植物开始取代更古老的植物类群。科学家长期以来一直认为气候可能推动了这一转变，但要证明两者之间存在明确关系一直十分困难。

一个核心障碍是化石记录并不均衡。不同时期和地区可获得的化石数量差异很大，这意味着简单的物种数量统计可能会扭曲多样性随时间变化的图景。某个化石丰富的时期看起来更加多样，部分原因可能只是有更多材料保存下来或被发现。

为解决这一问题，研究团队汇集了超过6万条独立化石记录，重点分析花粉和孢子。这些微小遗骸能够保存跨越漫长地质时期的植物群落证据。随后，研究人员采用旨在减少重大化石记录偏差影响的方法，重新估算了植物多样性。

温暖世界、灭绝与扩张

分析结果将白垩纪中期和新生代早期的温暖时期，与植物多样性的大规模变化联系起来。研究人员表示，这些气候与大规模灭绝和多样化爆发均有关联。

这并不是一个“温暖会自动产生更多物种”的简单故事。在漫长的进化时期内，灭绝和扩张同时发生：变化的环境扰乱了既有群落，也为其他群体创造了机会。研究表明，气候可以成为重组生态条件的强大力量，影响植物类群之间的竞争、扩散和多样化。

对开花植物而言，这种重组可能尤其重要。它们如今的成功与其同动物、真菌和细菌之间广泛的关系密切相关。不同物种可以在授粉、种子传播、分解和取食关系中形成专门化，由此构成支撑大量物种的生态基础。

开花植物为何变得如此重要

研究人员的解释认为，在阐释开花植物崛起时，气候、 生物学和生态学因素同样重要。开花植物扩张后，它们与其他生物的相互作用可能进一步支持了专门化发展。这些关系反过来又帮助它们成为大多数陆地生态系统的核心。

由于能够从大气中吸收二氧化碳，开花植物也是陆地碳循环的重要参与者。因此，了解它们在过去温暖气候中的多样性变化，其意义超越了植被史本身。这有助于科学家认识气候、生物多样性以及支撑陆地生命的系统之间的长期关系。

该研究并未将远古温暖时期视为当前环境变化的直接类比。所研究的时期经历了地质时间尺度的演变，其生态条件也不同于现代世界。但化石记录表明，气候变化可能与植物生命构成深刻而持久的变化相关。

修订进化时间线

通过校正化石数据中的采样不均，研究旨在更可靠地呈现多样性何时上升、何时下降。这一方法步骤十分重要，因为对进化史的解读必须将生物学信号与保存和发现过程中的偶然因素区分开来。

更广泛的结论是，开花植物的崛起并非独立于行星环境。极端温暖时期似乎构成了它们扩张的背景，同时也推动了植物类群的消失与更替。这项研究从气候角度解释了一个塑造现代陆地生态系统的关键转变。

对研究人员而言，下一项挑战是进一步厘清不同地区、植物谱系和生态互动如何应对这些远古气候变化。目前，这项研究为“地球最温暖的时期帮助塑造了今天所见的植物世界”这一观点，增添了一个规模庞大的化石数据集。

本文内容基于Phys.org的报道。阅读原文。