恐龙大灭绝时代伤害陆地植物,真菌植物组合有机体地衣获蓬勃发展

回溯6600万年前,一个史前大片正在上演。

一颗小行星撞击地球,引发了全球范围内的物种大灭绝。

最著名的受害者是恐龙,早期的鸟类、昆虫和其他生命形式也受到了严重打击。撞击导致火山灰云遮挡了太阳,地球的温度骤降,也破坏了大多数植物的生命。

但一项最近发表在《Scientific Reports》上的新研究显示,在陆地植物艰难生存的同时,一些地衣抓住了这个机会,进化成新的形式,在生态系统中扮演植物的角色。

地衣是藻类和真菌共生的复合体。由于菌、藻长期紧密地结合在一起,无论在形态上、结构上、生理上和遗传上都形成了一个单独的固定的有机体,所以把地衣单列为地衣植物门。本门植物约有500属26000种。

地衣

地衣到处都是,你已经见过它百万次了,只是你可能没意识到。你在城市里散步时,岩石、墙壁或树上看到的粗糙或灰色斑点,都是常见的地衣。如果你走进一片更原始的森林,你会发现橙色、黄色和鲜艳的紫罗兰色---地衣真的很漂亮。地衣是科学家们所说的“共生生物”---它们由两种不同的生命形式组成,共享一个身体,共同工作。它们是真菌和能够进行光合作用的有机体之间的一种伙伴关系。光合作用是从阳光中产生能量的,可以是一种微小的藻类植物,也可以是一种特殊的蓝绿色细菌。真菌,包括蘑菇和霉菌,主要作用是分解物质,提供营养。

6600万年前的大灭绝事件,对真菌来说似乎是件好事。因为真菌不依赖阳光获取食物,只需要大量的死亡物质,而化石记录也显示,真菌孢子在这个时候增加了。由于地衣含有一种植物和一种真菌,科学家们想知道地衣是像植物一样受到负面影响,还是像真菌一样受到正面影响。

为了弄清地衣是如何受到大规模灭绝的影响,科学家们不得不发挥创造力。因为,从那个时期开始,地衣化石就不多了。虽然研究人员没有地衣化石,但他们有很多现代地衣DNA。

通过观察真菌在实验室环境中生长,科学家们大致了解了真菌DNA中基因突变的频率---即DNA复制过程中,DNA序列中的一个碱基不小心切换的频率。这叫做突变率。如果你知道突变率,你比较两个不同物种的DNA序列,你通常可以推断出他们有一个相同DNA的共同祖先有多久了。

论文图片

研究人员将三个地衣家族的DNA序列输入一个软件程序,该软件可以比较它们的DNA,并计算出它们的族谱是什么样子的,包括估算出它们多久以前分化成我们今天看到的这些类群。他们用仅有的几块地衣化石来支持这一信息,这些化石来自1亿到4亿年前。研究结果表明,在6600万年前之后,地衣开始大量生长,至少对于一些叶子更大的地衣家族来说是这样。有些地衣长出复杂的三维结构,就像植物叶子一样,这些地衣填补了已经灭绝的植物的缝隙。

当然,存在一些地衣群体没有表现出变化,他们没有从环境的变化中受到影响或受益;一些地衣甚至灭绝了。

这项研究显示了6600万年前地衣是如何对大规模灭绝做出反应的,有助于帮助我们解读今天所知的自然界是如何深刻地受到这次大规模灭绝的影响。我们现在在自然界中看到的大部分东西都起源于恐龙时代。在我们失去世界生物多样性之前,我们应该记录下来,因为我们不知道什么时候会需要它。

地衣其实还是环境指标。通过简单的生物多样性研究,我们可以推断出空气质量和污染水平。

参考资料:

1. Accelerated diversifications in three diverse families of morphologically complex lichen-forming fungi link to major historical events.

2. When the dinosaurs died, lichens thrived

3. 百度百科

4. Mass extinction hurt land plants, but DNA shows that some fungus/plant combo organisms rose up

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