想象一下:3900万年前的青藏高原,恐龙刚刚谢幕1000万年,这片土地正悄然上演一场植物界的"军备竞赛"——而科学家们刚刚破解了这场竞赛的密码!
高原深处挖出的"植物兵器"
刺的宝库: 科学家在西藏伦坡拉和尼玛盆地挖出44件植物刺化石,形态多达7种,堪称全球最丰富的"植物兵器库"。
刺的类型: 这些刺有些像玫瑰茎上的小尖锥(皮刺),有些像皂角树枝条变身的硬刺(枝刺),都是植物对抗啃食者的铠甲。
基因族谱的印证: 植物基因族谱研究显示,带刺植物家族正是在约4000万年前快速壮大,与化石年代完美吻合。
图1. 青藏高原中部晚始新世(约39 Ma)7种形态类型的植物刺化石及现生带刺植物(a, Rubus alceifolius; g, Xylosma racemosum)
环境剧变:森林变草原,动物大军压境
草地证据确凿: 同一地层发现海量(315份)草本植物化石,占植物化石近四成!显微镜下更找到草类特有的微小"身份证"(植硅体)。
气候模拟揭秘: 超级计算机还原当时气候——随着古特提斯洋退去,高原中央谷地日益干旱,加上全球变冷,茂密森林退化为稀树草原。
食草动物崛起: 查阅658份动物化石记录发现,大型食草哺乳动物(如远古犀牛、貘类)此时数量和种类激增。
图2. 新生代亚洲地区带刺植物的谱系累积曲线及青藏高原中部海拔变化
刺的诞生:干旱与饥饿的双重压迫
开阔的草原为食草动物提供了丰盛自助餐,却也给植物带来灭顶之灾。面对空前啃食压力,植物被迫进化出终极防御武器——刺!科学家首次证实:
干旱稀树草原环境 + 大型食草动物啃食 = 植物刺的爆发式演化!
意义非凡:改写进化史的高原故事
超前进化: 青藏高原植物为适应环境长出尖刺,比非洲类似进化早了足足2400万年!
自然实验室: 高原堪称地球系统演化的天然实验室,证明地质变迁(洋退、造山)、气候变化(变冷、干旱)与生物演化(动物繁盛、植物长刺)如何环环相扣。
化石的力量: 研究完美融合刺化石、草化石、微体化石、动物化石和气候模拟,重现远古生态战场。
青藏高原的刺,不仅扎穿了食草动物的嘴,更刺破了我们对植物进化史的认知边界。 下一次触摸玫瑰的尖刺,或许你会想起那片4000万年前的高原草地——那是植物在生死存亡间,写下的坚韧诗篇。
图3. 同层位的典型植硅体及草本植物化石
相关研究成果以“Rapid Eocene diversification of spiny plants in subtropical woodlands of central Tibet”为题,正式发表在Nature Communications上。版纳植物园古生态研究组博士研究生张馨文和群落生态与保护研究组副研究员Uriel Gélin为该论文共同一作,苏涛研究员为通讯作者,英国布里斯托大学、英国开放大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院青藏高原研究所、昆明理工大学等国内外多家科研院所参加了这项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、科技部第二次青藏高原综合科学考察研究、英国环境研究理事会国际合作项目、中国科学院战略先导专项、中国科学院青年创新促进会和西部之光项目的联合资助。
新闻稿源:
http://xtbg.cas.cn/2022/kxyj01/kydt_1/202207/t20220704_6471300.html
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