古植物化石解开北美红杉迁徙之谜

最近,咱们国家科研团队在云南发现了一些很关键的古植物化石,这些化石帮助科学家解开了北美红杉在过去几千万年里是怎么迁徙的这个谜题。中国科学院西双版纳热带植物园古生态研究组和云南大学、成都理工大学这些机构合作完成了这个重要的研究成果,文章发表在国际专业期刊上。研究团队在云南省红河哈尼族彝族自治州建水县面甸盆地的福运煤矿地层里,挖出了一批保存完好的北美红杉叶片化石。经过鉴定,这批化石大约是在2840万年前形成的。 北美红杉是柏科植物中的一个著名类群,现在还能看到它生活在美国加利福尼亚州沿岸的一些地方。不过,在历史上,北美红杉可是广泛分布在北半球好几个大陆上的。以前大家都想不通它怎么就从全球分布变成了偏居一隅,这次发现了这么多化石给了大家一些线索。 这批化石的叶片形状、排列方式还有细胞壁这些特征都和现存的北美红杉非常相似。科研人员仔细研究后发现,这些化石其实就是马关红杉。这个发现不光丰富了东亚地区北美红杉化石记录,还证明了在大约3000万年前,这种植物就在中国西南地区繁衍生息。 为了弄清楚北美红杉在过去几千万年里到底是怎么分布和迁移的,科研人员用了好几种方法来分析。他们拿现在生活在美国加利福尼亚州的北美红杉做参照,收集了全球各地关于这个类群的化石记录。再加上古气候模拟数据和MaxEnt生态位模型的分析,模拟出了北美红杉从古新世开始一直到上新世这段时间内可能生活的地方。 模拟结果显示,北美红杉喜欢温暖湿润的环境。从始新世晚期开始,全球气候变冷了很多,北极冰盖越来越大,导致北美红杉的生存空间不断往南边压缩。根据这些线索推测出来,北美红杉最早可能是在东亚地区起源的,后来通过白令陆桥扩散到了北美洲。 在古新世时期,它们的分布范围甚至北到了格陵兰和斯瓦尔巴群岛;始新世时通过北大西洋陆桥进入了西欧;渐新世时遍布欧洲还延伸到了西伯利亚;到了中新世又扩展到了地中海区域还有泰国北部。不过到了第四纪大冰期的时候,气候变得特别严酷,导致它们在欧亚大陆还有北美东部大部分地区都灭绝了,最后只在加利福尼亚州西海岸的一些局部区域幸存下来。 为什么北美红杉最终会从云南乃至整个中国西南区域消失呢?除了全球变冷这个大背景外,区域性气候变化也是很重要的原因。从早渐新世以后,东亚季风系统变强了很多,云南地区的气候变得干湿分明、冬天很干旱。 而北美红杉在长期的演化过程中叶子形态这些特征变化不大,没来得及演化出适应季节性干旱或者缺水的能力。当环境不再稳定湿润的时候它们就活不下去了。 云南建水这个发现不仅是记录了一个古老植物的存在它也是一部刻写在岩石里的历史书生动地展现了物种分布是如何被全球气候和区域环境双重影响塑造出来的。 这项成果让我们更清楚地了解北半球植物类群是怎么演变的也给理解生物多样性在长时间尺度上怎么适应环境变化提供了一个很好的例子再次证明中国丰富的古生物化石宝库对于揭示生命和地球环境协同变化的宏大叙事有着不可替代的价值。