近日

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

古生態(tài)研究組

聯(lián)合云南大學(xué)、成都理工大學(xué)

等多家單位的研究團(tuán)隊

在紅河哈尼族彝族自治州

建水縣面甸盆地發(fā)現(xiàn)了

晚始新世至早漸新世的

北美紅杉葉片化石

這一發(fā)現(xiàn)

為揭示北美紅杉屬植物的起源

擴(kuò)散及其最終“退守”美國西海岸

的演化歷程

提供了關(guān)鍵化石證據(jù)

葉片化石與現(xiàn)生北美紅杉葉片 圖源：Journal of Palaeogeography網(wǎng)站

北美紅杉屬作為柏科植物類群

其現(xiàn)存物種僅分布于美國西海岸狹窄區(qū)域

而地質(zhì)歷史時期曾廣泛遍布北半球

這種分布格局的形成背后

隱藏著怎樣的氣候變遷與物種擴(kuò)散密碼？

它們?yōu)楹螘?/p>

“遍布全球”走向“偏居一隅”？

云南的這批化石

成為破解這一謎題的重要拼圖

研究團(tuán)隊在云南建水福運煤礦的河湖相沉積地層中，采集到了保存完好的北美紅杉屬葉片化石。通過精細(xì)的形態(tài)學(xué)觀察與角質(zhì)層分析，發(fā)現(xiàn)這些化石具有互生葉序、下延扭曲的葉基、直的表皮細(xì)胞壁以及被四個副衛(wèi)細(xì)胞包圍的氣孔等特征，與現(xiàn)生北美紅杉及云南文山發(fā)現(xiàn)的馬關(guān)紅杉形態(tài)高度相似，最終將其鑒定為馬關(guān)紅杉。這一發(fā)現(xiàn)不僅豐富了東亞地區(qū)北美紅杉化石的記錄，也為確定該物種在始新世晚期至漸新世早期的分布范圍提供了直接證據(jù)。

為重建北美紅杉的歷史分布動態(tài)，研究團(tuán)隊以現(xiàn)生北美紅杉為參照，結(jié)合全球各地的北美紅杉化石記錄與不同地質(zhì)時期的古氣候數(shù)據(jù)，利用MaxEnt模型模擬了古新世至上新世北美紅杉的潛在適宜分布區(qū)。結(jié)果顯示，北美紅杉偏好溫暖濕潤的氣候條件，隨著始新世至上新世全球氣溫逐漸下降，其分布區(qū)持續(xù)向南遷移，棲息地不斷向低緯度收縮。

基于化石證據(jù)與模型模擬結(jié)果，研究團(tuán)隊還原了北美紅杉的起源與擴(kuò)散路徑：北美紅杉可能起源于早白堊世的東亞，隨后通過白令陸橋擴(kuò)散至北美；古新世時期擴(kuò)展到格陵蘭和斯瓦爾巴群島；始新世紀(jì)由北大西洋陸橋抵達(dá)西歐；漸新世已廣泛分布于歐洲并延伸至西伯利亞；中新世從東亞進(jìn)一步擴(kuò)散至地中海地區(qū)和泰國北部。第四紀(jì)冰期的到來導(dǎo)致北美紅杉在歐亞大陸和北美大部分地區(qū)消失，僅在美國西海岸保留了殘存種群。

古新世至上新世北美紅杉的潛在適宜分布區(qū)及化石分布圖 圖源：Journal of Palaeogeography網(wǎng)站

對于北美紅杉在中國西南地區(qū)的消失原因，研究指出，東亞季風(fēng)的強化與北美紅杉的形態(tài)保守性是關(guān)鍵因素。云南地區(qū)自早漸新世后季風(fēng)氣候逐漸增強，形成了明顯的干濕季，冬季降水稀少的環(huán)境難以滿足北美紅杉生長所需的穩(wěn)定水分條件。而北美紅杉在漫長地質(zhì)歷史中形態(tài)變化極小，未能演化出適應(yīng)干旱環(huán)境的特征，最終導(dǎo)致其在該區(qū)域滅絕。

知道多一點

晚始新世：距今約3650萬年至3400萬年。

早漸新世：距今約3400萬年至2840萬年。

晚始新世到早漸新世整體跨度為距今約3650萬年至2840萬年之間。這個時間段標(biāo)志著地球氣候從始新世的溫暖濕潤向漸新世的較冷干燥轉(zhuǎn)變，是新生代重要的氣候轉(zhuǎn)折期，南極冰蓋在此期間開始顯著發(fā)育。

來源：“西雙版納熱帶植物園”微信公眾號