恐龙灭绝的小行星是否无意中帮助了地衣?

叶状地衣似乎接替了大量被焚毁植物留下的生态位

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


众所周知,大约6500万年前,一颗城市大小的小行星撞击地球,地点在今天的尤卡坦半岛附近,对于地球来说,那无疑是糟糕的一天。但并非对所有人来说都是糟糕的一天。

尽管那一天令人恐惧(更不用说对财产价值造成了严重损害),但消灭恐龙的那一天最终孕育出了一大批生物,填补了它们腾出的生态位。仅举几例:食蚁兽、羚羊、鸭嘴兽、懒猴、巨型地懒、剑齿虎、马、河马、人类……以及可能还有大量的叶状地衣。  

至少,叶状地衣多样化的时间看起来非常可疑,似乎它们可能从“大A”(指小行星撞击事件)那里获得了巨大的帮助,这是发表在《科学报告》上的一项新研究得出的结论。


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恐龙不是在“刚刚过去的6600万年前”的那个夏天遭受重创的唯一群体。植物也是如此——大型、固定不动的目标,它们不能钻洞、跳入海洋或轻易地迁移以应对瞬时的气候变化——它们努力应对。另一方面,真菌通常受益。考虑到它们中的许多以清理已故生物为生,这并不奇怪。

这让芝加哥菲尔德博物馆的一位科学家想知道:“终端白垩纪事件”之后,地衣的命运如何? 地衣是革质或壳状的共生体,将真菌与藻类结合在一起,其中一些藻类与植物密切相关。  地衣对小行星的反应更像植物还是真菌?

由于地衣化石记录稀少,Thorsten Lumbsch 和来自美国、泰国和台湾的科学家团队决定通过研究地衣 DNA 进行调查。由于突变率通常是恒定的,因此使用特殊软件比较不同物种的 DNA 序列可以帮助科学家判断各个群体在多久之前拥有共同祖先,以及新物种何时以及多久进化一次。如果地衣繁荣,人们会期望出现许多新物种。如果不是,物种形成率应该下降。

但是地衣并非铁板一块;它们有许多种类。对它们进行分类的最基本方法之一是按大小分类。大型地衣很大,但也通常呈叶状或灌木状,就像这篇文章顶部图片中显示的那样。

小型地衣往往是较小的、更粗糙的东西,就像这样

科学家们特别想知道小行星撞击后大型地衣和小型地衣的物种形成率发生了什么变化,并于6 月在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果

当他们分析 DNA 数据时,他们得出结论,至少有三个主要科的大型地衣在撞击事件发生前后蓬勃发展。小型地衣似乎没有注意到发生了任何事情,并继续以小行星撞击前相同的缓慢速度产生物种。

在下图中,主要由大型地衣组成的科用右下角的红色字母表示,小型地衣用蓝色表示。

左上方是两个较大的分类群,称为亚纲。Ostropomycetidae 主要包含小型地衣,而 Lecanoromycetidae 主要为大型地衣。

然而,“在撞击事件发生前后”在这种情况下意味着从 1 亿年前到 4000 万年前的任何时间,因此可以理解的是,小行星可能不是大型地衣多样化的唯一因素。您可以在上图中看到这一点,因为某些群体似乎在黑色虚线“末日线”之前或之后发生了多样化。

6000 万年的大型地衣多样化窗口也涵盖了大约 1.25 亿至 8000 万年前的开花植物的爆发性进化,以及在撞击事件的另一侧,全球显著变暖,在 5500 万年前达到顶峰。任何一个事件都可能通过提供新的家园或更有利的生长条件来诱导地衣多样化。

但也可能大型叶状地衣之所以多样化,仅仅是因为它们彼此相关,它们都继承了快速进化的共同倾向。科学家们说,根据目前的数据,无法区分这些可能性。

假设小行星确实刺激了——或至少促进了——大型地衣的进化,为什么是大型叶状地衣而不是小型壳状地衣呢?

附生植物是生长在其他植物上的植物。附生植物特别容易受到小行星撞击的影响,这可能包括全球像披萨烤箱一样的高温烘烤,因为撞击产生的小玻璃珠重新进入并加热大气层。扎根在地下的植物有一些机会从地下部分复活。附生植物没有地下部分。最重要的是,小行星撞击后的地球气候可能在一段时间内与小行星撞击前截然不同。

因此,很可能与许多其他生物一样,附生生态位在古新世黎明时敞开了大门。坚韧、耐干燥的地衣可能比白垩纪附生植物更好地在行星闪速煎炸和随后的气候创伤中幸存下来。并且从冒烟的灰烬中,最终长出了树干诱人的新树,召唤附近的地衣跳上船。

参考文献

Huang, Jen-Pan, Ekaphan Kraichak, Steven D. Leavitt, Matthew P. Nelsen, and H. Thorsten Lumbsch. "与重大历史事件相关的形态复杂的地衣形成真菌的三个不同科的加速多样化。" 科学报告 9, no. 1 (2019): 8518

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