中科院揭秘:三叠纪末真蕨植物如何应对大灭绝?
中科院揭秘:三叠纪末真蕨植物如何应对大灭绝?
近日,中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋带领的国际科研团队在《全球与行星变化》上发表研究,揭示了三叠纪末期生物大灭绝事件中真蕨植物群落的变化。通过分析四川盆地的化石记录,研究人员发现真蕨植物在这一时期经历了显著的种群更替现象,而非大规模灭绝。这项研究为理解陆地生态系统对重大环境事件的响应提供了新的视角。
三叠纪末期的生物大灭绝
三叠纪末期生物大灭绝事件是显生宙以来最严重的五次灭绝事件之一,大约发生在2.01亿年前。这次事件导致约80%的物种消失,对全球海陆生态系统造成了重创。然而,相比于海洋生态系统,陆地植物对这次灭绝事件的响应一直缺乏系统性研究。
研究发现:真蕨植物的种群更替
研究团队选择了演化历史久远的真蕨植物化石作为研究对象。真蕨植物是现代植物中最具多样性的维管植物类群之一,其现生种的数量仅次于被子植物。此外,真蕨植物也是唯一经历显生宙四次重大生物演化灭绝事件的陆生维管植物类群,是植物系统发育、大尺度宏演化过程及生态环境和气候变化的直接“见证者”。
科研团队对四川盆地16个产地的晚三叠世须家河组和早侏罗世珍珠冲组真蕨类植物化石记录进行了分析,共发现8科16属67种,其中在三叠纪—侏罗纪之交约有38个种消失,同时还有10个新种出现。
“结合大植物化石和孢粉化石记录,我们发现蕨类植物大化石及孢子化石在三叠纪—侏罗纪之交并没有出现明显的大规模灭绝事件,而是存在显著的植物种群更替现象。”王永栋解释道,这进一步揭示了在远离中大西洋火成岩省的东亚低纬度区域的植物类群对此次灭绝事件的响应程度。
气候变化的证据
此外,科研团队利用统计分析发现,三叠纪末的瑞替期呈现出温暖湿润的热带—亚热带气候特征,而早侏罗世特定的抗旱类群(如掌鳞杉科)明显增加,表明了侏罗纪早期环境趋于干热。
研究意义
这项研究不仅揭示了真蕨植物对三叠纪末期生物大灭绝事件的响应机制,还为理解陆地生态系统在重大环境变化中的适应和演化提供了新的参考。通过追踪植物大化石属种多样性变化及生存环境,可以为研究陆地植被的灭绝速率和演化模式提供更直观有效的方法。
图片展示
图1.四川盆地晚三叠世部分真蕨植物化石复原图。A.网叶蕨(Dictyophyllum nilssoni);B.合囊蕨(Marattia muensteri);C. 荷叶蕨(Hausmannia emeiensis);D.拟丹尼蕨(Danaeopsis fecunda)
图2.四川盆地晚三叠世和早侏罗世部分真蕨植物化石复原图。A.锥叶蕨(Coniopteris tiehshanensis);B.似托第蕨(Todites kwangyuanensis);C.环帽蕨(Cynepteris lasiophora);D.异脉蕨(Phlebopteris xiangyuensis)