圖片來源：Pixabay

對花粉、樹葉化石的研究表明，導致非鳥恐龍滅絕的小行星，也重塑了南美洲的植物群落，造就了世界上最大的熱帶雨林。人類對亞(ya) 馬遜熱帶雨林的幹擾行為(wei) ，一如當年的小行星撞擊一樣，我們(men) 人類要借鑒當年物種滅絕的經驗，為(wei) 此次物種變遷做準備。

撰文｜Rachel Nuwer

翻譯｜魏書(shu) 豪

審校｜李詩源、王昱

恐龍及其化石的愛好者都很熟悉6600萬(wan) 年前那次導致霸王龍和非鳥恐龍滅絕的小行星撞擊。但人們(men) 通常忽略的是，那次撞擊的影響也摧毀了整個(ge) 生態係統。一項新研究表明，當年的那場隕滅反而對演化造成了非常深遠的影響，即催生了地球上最壯觀的多樣化環境——南美洲亞(ya) 馬遜熱帶雨林。然而，由於(yu) 人類活動（包括農(nong) 業(ye) 上的開墾耕地）的空前破壞，亞(ya) 馬遜豐(feng) 富的熱帶物種及其棲息地正麵臨(lin) 著生存威脅。

這項新研究發表在近期《科學》雜誌上，研究分析了數萬(wan) 種植物化石，“這項研究代表了星空体育官网入口网站的根本進步。”賓夕法尼亞(ya) 州立大學的地球學家彼得·維爾夫（Peter Wil，未參與(yu) 該研究）說：“作者表明，恐龍滅絕也是新熱帶區生態係統的一次大規模重啟事件，使該係統的演化走上了一條全新的道路，直接造就了如今這一地區非同尋常、多樣又壯觀，並受到嚴(yan) 重威脅的熱帶雨林。”

維爾夫補充道：“（這些發現）為(wei) 保護那些支持人類生命活動的生物演化遺產(chan) 及數百萬(wan) 種生物提供了新的動力。”

巴拿馬史密森尼熱帶研究所的古生物學家卡洛斯·哈拉米略（Carlos Jaramillo）是該研究的主要作者之一，他認同小行星撞擊帶來的演化和生態效應，對研究全球現在由人類造成的亞(ya) 馬遜熱帶雨林和其他重要棲息地的迅速破壞有重要意義(yi) 。“我們(men) 可以將這一事件和如今的情況關(guan) 聯起來，”他說道，“因為(wei) 我們(men) 一直在改變地球的風貌，而這種改變會(hui) 永遠保留——或者至少持續很長一段時間。”

研究采集的花粉粒和樹葉化石。圖片來源：Carvalho et al., Science; 2021

現如今，熱帶雨林是地球上生命不可或缺的一部分。尤其是亞(ya) 馬遜熱帶雨林，對整個(ge) 地球的淡水循環和氣候調節發揮著至關(guan) 重要的作用。然而，西歐和北美的古生物學家很少關(guan) 注熱帶雨林的問題，隻關(guan) 注溫帶地區的問題。許多專(zhuan) 業(ye) 的和業(ye) 餘(yu) 的化石“狩獵者”也傾(qing) 向於(yu) 認為(wei) 在這些溫暖潮濕的地方探寶注定會(hui) 空手而歸，因為(wei) 他們(men) 認為(wei) 那裏的環境難以讓有機物質留存足夠長的時間來形成化石。南方衛理公會(hui) 大學的古生物學家邦尼·雅各布斯（Bonnie Jacobs）說：“正是這些因素結合起來，致使我們(men) 缺乏熱帶地區的數據，”她參與(yu) 撰寫(xie) 了一篇以此問題為(wei) 背景的文章，與(yu) 這項新的研究一並發表在《科學》雜誌上。

如今科學家們(men) 已經知道了，小行星撞擊帶來的影響及後果會(hui) 因地區環境和距離墨西哥尤卡坦半島希克蘇魯伯撞擊坑的距離而異——至少在溫帶地區是這樣。比方說，新西蘭(lan) 森林就相對毫發無損。但科學家們(men) 還不知道這件事如何改變了非洲的熱帶雨林，或者是到今天為(wei) 止的南美熱帶雨林。

哈拉米略和他的大部分論文合著者都來自哥倫(lun) 比亞(ya) ，他尤其想調查出自己國家熱帶雨林的起源。他將這項新研究成果比作“本科畢業(ye) 生”，代表了近12年的努力成果。他說：“我們(men) 花費了很長時間，因為(wei) 一切都是從(cong) 頭開始的。”

因為(wei) 化石記錄中幾乎從(cong) 來沒有整棵樹的化石保存記錄，所以哈拉米略和他的同事們(men) 轉向研究花粉和樹葉化石。花粉能夠長期保存完好，在化石記錄中廣泛存在。而不同物種的樹葉形態各不相同，這有助於(yu) 研究人員確認古時候這片棲息地生長的植物類型。

哈拉米略和他的同事們(men) 搜尋了整個(ge) 哥倫(lun) 比亞(ya) 的53個(ge) 地點，以尋找晚白堊紀時期，即小行星撞擊之前形成的岩石，以及此後1000萬(wan) 年間，即古近紀時期形成的岩石。研究小組從(cong) 這些岩石中，收集並分析了大約5萬(wan) 顆化石花粉粒和6000片化石樹葉，以分析產(chan) 生它們(men) 的植物類型。最近的單獨發現表明，接受更多光照的植物葉片具有更高的葉脈密度，以及更高含量的天然同位素碳13。研究人員研究了收集的化石的這些特征，以拚湊出該地區曾經的森林結構。

他們(men) 對化石的發現，描繪了小行星撞擊後，生命突然的、災難性的毀滅——同時也描繪了數百萬(wan) 年後鳳凰涅槃般的重生。作者確定的是，在小行星墜落前，南美洲森林以針葉樹為(wei) 主，樹冠稀疏，支撐著下層茂盛的蕨類植物的生存。除了其他因素之外，恐龍可能通過擊倒樹木和清除植被對維持白堊紀時期的森林起了關(guan) 鍵作用。然而，在希克蘇魯伯小行星撞擊後，頃刻之間這種生態係統便發生了不可逆轉的變化。大火可能持續燃燒了數年，吞噬了南美洲南部的森林。根據作者的計算，南美洲有45%的熱帶植物物種，連同其供養(yang) 的許多動物消失了。

這片森林花了600萬(wan) 年的時間才恢複到了小行星撞擊前的生物多樣性水平，而那些逐漸恢複的物種也和之前完全不同。豆科植物是第一批出現的，它們(men) 與(yu) 細菌形成共生關(guan) 係，使其能夠固定空氣中的氮，使之前貧瘠的土地肥沃了起來。氮元素的流入，連同小行星灰燼中的磷元素，使其他開花植物在豆科植物旁茁壯生長，並取代了針葉植物。當開花植物爭(zheng) 奪陽光時，它們(men) 形成了濃密的樹冠，產(chan) 生了我們(men) 今天所知的層狀亞(ya) 馬遜熱帶雨林，其特點是叢(cong) 林頂部為(wei) 生產(chan) 力覆蓋層，而底部為(wei) 深色林下層。

洛杉磯拉布雷亞(ya) 瀝青坑及其博物館的古生態學家麗(li) 甘·鄧恩（Regan Dunn，未參與(yu) 這項研究）認為(wei) 這項研究的發現不僅(jin) 是揭示過去的關(guan) 鍵，也是正確認識當前人為(wei) 的威脅的關(guan) 鍵。她特別注意到作者的計算，即45%的植物物種在小行星撞擊後滅絕，她認為(wei) ：“當前的數據表明，在未來的30年內(nei) ，僅(jin) 僅(jin) 由於(yu) 全球人類活動，亞(ya) 馬遜盆地就至少也會(hui) 有這麽(me) 多的植物物種受到威脅。”

“現在的問題是：人類活動將如何永久改變亞(ya) 馬遜森林的組成與(yu) 功能？”鄧恩說道。

雅各布斯說，這些新發現表明，大規模的滅絕事件會(hui) 改寫(xie) “所有事情的進程”。她還說，今天的我們(men) ，正處於(yu) 另一個(ge) 類似的事件進程中，但這一次的事件，是由單一物種引起的，而且全世界沒有一個(ge) 地方能夠遠離這樣的“撞擊坑”，因為(wei) “人類無處不在”。

這一次與(yu) 過去的大規模滅絕事件不同，“我們(men) 並非束手無策。”她這樣說道。

原文鏈接：

https://www.scientificamerican.com/article/the-asteroid-that-killed-the-dinosaurs-created-the-amazon-rain-forest/

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