7400 万年前古森林化石揭示：葡萄大小的果实早在恐龙时代就已出现
IT之家 11 月 10 日消息，一片保存在美国新墨西哥州、距今约 7400 万年的古森林，正在揭示远古植物演化过程中鲜为人知的一面。恐龙可能比科学家此前认为的吃过更多种类的果实。新墨西哥州一处距今约 7400 万年的古森林中发现的化石显示，早在导致非鸟类恐龙灭绝的小行星撞击地球数百万年前，一些开花植物就已经能够结出相…
IT之家 11 月 10 日消息，一片保存在美国新墨西哥州、距今约 7400 万年的古森林，正在揭示远古植物演化过程中鲜为人知的一面。
恐龙可能比科学家此前认为的吃过更多种类的果实。新墨西哥州一处距今约 7400 万年的古森林中发现的化石显示，早在导致非鸟类恐龙灭绝的小行星撞击地球数百万年前，一些开花植物就已经能够结出相当大的果实。
IT之家注意到，这项研究发表在《科学》（Science）期刊上，挑战了一项长期以来的观点：大型果实以及更复杂的种子传播方式，主要是在 6600 万年前白垩纪末期大灭绝事件之后才逐渐演化出来的。
研究还表明，恐龙及其他史前动物可能早在此前就已经参与了开花植物的种子传播，其作用比科学家过去认为的更加重要。
火山灰封存的史前森林
这项研究聚焦于美国新墨西哥州真相或后果市（Truth or Consequences）附近一处保存异常完好的古森林化石遗址。堪萨斯大学生物多样性研究所与自然历史博物馆的博士后研究员詹姆斯 · 索尔斯伯里（James Saulsbury）参与了当地植物化石的采集、分类和分析工作。
索尔斯伯里表示：“这篇论文研究的是新墨西哥州的一片古森林，以及其中保存下来的果实、种子和其他植物繁殖结构。这些化石改变了我们对开花植物如何通过繁殖生态逐渐演化成现代形态的理解。”
这片森林当年被火山灰掩埋，火山灰最终硬化成岩石。保存下来的沉积层绵延超过 1 公里，记录了大致生活在同一时期的植物，也保留了它们在远古地貌中的分布情况。
索尔斯伯里说：“新墨西哥州的这处化石遗址非常特别。我的合著者将其称为‘植物学界的庞贝古城’，因为这里的保存状况极其出色。遗址中有一层已经固化成岩石的火山灰，也就是凝灰岩，绵延超过 1 公里。这些沉积物基本形成于同一时期，因此许多植物得以在原地被保存下来，包括它们生长和死亡时的状态。这相当于为我们留下了一张约 7400 万年前森林的快照，甚至连当时植物的空间分布特征也得以保留。”
远古果实颠覆长期以来的演化认知
开花植物大约在 1.36 亿年前首次出现，但研究人员过去普遍认为，在白垩纪的大部分时期，它们的繁殖方式仍然相对简单。
早期的开花植物通常只能结出较小的种子和果实，科学家认为，风力以及其他不依赖动物的方式，是当时种子传播的主要途径。
索尔斯伯里表示：“在演化早期的大部分时间里，开花植物相对矮小，类似杂草，并没有占据森林的主要树冠层。尽管它们逐渐分化，开始适应更多生态环境，但人们一直认为，它们的种子和传播结构仍然很小，主要依靠风力传播，或者通过不涉及肉质果实的方式传播。”
此前，科学家认为，许多早期开花植物的种子只有灰尘颗粒大小，或者大约相当于罂粟籽的尺寸。
然而，新墨西哥州发现的化石中，一些果实的大小已经接近现代葡萄，明显超过了科学家此前对这一时期开花植物果实尺寸的预期。
索尔斯伯里说：“主流观点一直认为，这种更加多样化的繁殖生态是在白垩纪末期大灭绝之后才出现的。我们的研究表明，这一转变实际上开始得更早。我们发现的化石植物群中，最大的果实已经接近葡萄大小。今天看来，这或许不算特别大，但对于那个时期的开花植物而言，这已经相当惊人。”
数百块化石揭示独特的远古生态系统
研究团队检查了数百颗植物种子化石，并根据它们的形态特征进行分类。由于化石往往缺少足够的特征，无法准确判断其所属物种，研究人员只能根据外形和结构将样本划分为不同类别。
索尔斯伯里解释说：“我们将数百颗化石种子按照形态划分为不同类别，并将其称为形态型（morphotypes）。这些分类依据的是外形，而不是已经确认的物种，因为在很多情况下，我们无法确定外观相似的化石究竟来自同一个物种，还是不同物种。”
这批化石呈现出不同寻常的多样性，其中包括各种果实、种子和植物繁殖结构。
尽管得益于遗址极其出色的保存条件，研究人员才得以发现如此丰富的化石材料，但索尔斯伯里认为，这片森林本身也与其他已知的白垩纪生态环境有所不同。
他说：“不过，我们认为，这些发现并不只是保存条件特殊造成的偏差。它似乎确实代表了一种与众不同的森林生态系统。”
果实大小揭示远古森林的秘密
果实大小能够为科学家提供有关植物演化环境以及种子传播方式的重要线索。
如今，许多开花植物会结出肉质果实，以吸引动物取食。动物吃下果实后，可能将种子带到距离母株更远的地方，从而帮助植物扩散。
索尔斯伯里表示：“大型果实通常出现在湿润、植被密集的森林环境中。我们的发现表明，具有现代森林特征的结构，以及相应的植物繁殖生态，在比此前认为更早的时期就已经开始形成。开花植物繁殖策略的多样化，并不需要等到白垩纪末期大灭绝之后才发生。”
这项发现也让科学界此前关于果实植物演化的一种解释变得更加复杂。
此前，科学家提出，大型肉质果实之所以逐渐普及，与非鸟类恐龙灭绝后哺乳动物的快速多样化有关。随着哺乳动物占据更多生态位，植物也获得了新的机会，可以通过吸引动物取食果实来传播种子。
索尔斯伯里说：“人们过去认为，随着哺乳动物进入此前空出来的生态位，开花植物也随之调整并丰富了自身的种子传播策略。我们的发现表明，这个过程其实开始得更早。如果白垩纪森林中已经存在种类丰富的大型果实，那么当时帮助植物传播种子的，很可能不仅有早期哺乳动物，还有大型恐龙及其他动物。”
参考资料：
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