中新網(wǎng)北京4月21日電 (記者 孫自法)約2.52億年前的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕事件，造成了地球歷史上最嚴(yán)重的生物多樣性喪失，遠(yuǎn)古植物如何挺過(guò)該大滅絕時(shí)期而存活下來(lái)，在古生物學(xué)界一直備受關(guān)注。
施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-生態(tài)與演化》最新發(fā)表一篇中外科學(xué)家合作完成的古生物學(xué)研究論文稱，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)的石松類植物轉(zhuǎn)向一種更靈活、節(jié)水效率更高的代謝途徑——景天酸代謝(CAM)，這種適應(yīng)機(jī)制可能幫助這些植物在早三疊世(2.51億年-2.46億年前)的極端環(huán)境條件下存活下來(lái)。
本項(xiàng)研究的化石標(biāo)本。徐珍 供圖這項(xiàng)研究由論文共同通訊作者、英國(guó)利茲大學(xué)徐珍博士和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)喻建新教授聯(lián)合中外科研同行共同開(kāi)展，相關(guān)成果或能為現(xiàn)代植物未來(lái)如何應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的氣候變暖情景提供啟示。
合作團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō)，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件是由大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)引發(fā)，導(dǎo)致全球性災(zāi)難性變暖、大氣二氧化碳濃度升高、大范圍海洋缺氧(海水含氧量降低)以及海洋酸化。隨后陸地植被發(fā)生了重大變化，曾經(jīng)覆蓋廣大區(qū)域的森林被以石松類植物(小型原始維管植物)為主導(dǎo)的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且生物多樣性較低的植物群落所取代。了解這些植物如何存活下來(lái)，可能有助于解釋陸地生態(tài)系統(tǒng)在此次危機(jī)后如何恢復(fù)。
研究團(tuán)隊(duì)晚間進(jìn)行野外考察。徐珍 供圖在本項(xiàng)研究中，合作團(tuán)隊(duì)對(duì)采自中國(guó)西南的285件石松類植物化石以及文獻(xiàn)中記載的200件化石進(jìn)行分析研究，并將它們的特征與現(xiàn)存及化石近親進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)的石松類植物與現(xiàn)今的水韭(一種非常小、通常半水生的植物)具有親緣關(guān)系。與同期共生的植物相比，它們的碳同位素特征相對(duì)富集，這一模式與現(xiàn)代水韭的觀察結(jié)果相似，且與應(yīng)激誘導(dǎo)的光合作用轉(zhuǎn)變即景天酸代謝相一致。
進(jìn)一步的氣候模擬表明，這些石松類植物生活在日最高氣溫經(jīng)常超過(guò)40°C的地區(qū)，某些局部地表溫度甚至可能高達(dá)65°C。
合作團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這些研究發(fā)現(xiàn)表明，利用景天酸代謝的能力可能幫助石松類植物耐受了極端高溫和高二氧化碳濃度。如今，景天酸代謝光合作用特別常見(jiàn)于多種多樣的被子植物類群中，且在這些類群中已獨(dú)立演化多次，這凸顯出其作為適應(yīng)極端環(huán)境的靈活機(jī)制的重要性。
本項(xiàng)研究相關(guān)示意圖(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖不過(guò)，他們也提醒指出，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕時(shí)期的化石記錄較為稀少，且并非所有植物類群都能直接進(jìn)行比較，因此，該結(jié)果仍存在一定的不確定性，有待后續(xù)更深入、更全面的研究。(完)