没有恐龙,种子可能不是现在的尺寸
撰文 | 李佳映(Gayoung Lee)
翻译 | 仇艳菲
人类与远古森林中的恐龙有什么共同之处?答案是,两者可能都对周围植物的种子大小产生了意想不到的影响。
研究者曾对比了种子尺寸的变化与陆地生物的演化历史,发现随着陆地生物体型增大,果实的种子也在变大——但还有一些特大号生物是例外。最近,一项发表在《古生物学》(Palaeontology)的研究呈现了在自然演化历史上,恐龙这类巨型动物如何通过物理方式改变生态系统,影响森林的光照水平,从而抑制种子的生长。如今,一个体型小得多的物种可能取代了恐龙曾经的角色——人类。
陆地生物可以改变环境,“这很好理解,并且在各个尺度上都得到了验证,”美国卡里生态系统研究所的生态学家克莱夫·G.琼斯(Clive G. Jones,未参与这项研究)说道。例如,热带草原象会推倒树木、撕扯灌木,从而改变植物的分布。但若与史前生物相比,象群也只能相形见绌。
该研究的第一作者、美国北亚利桑那大学的地球系统科学家克里斯托弗·E.道蒂(Christopher E. Doughty)指出,研究人员构建的新模型表明,恐龙造成的破坏让种子不再需要长得更大。道蒂解释道,更大的种子往往能吸引更大的动物帮助传播,并萌发出更高大的植株,这两个因素都可以使植物在拥挤环境中获得更多光照。然而,“当体型庞大的恐龙横冲直撞,开拓新的环境”并毁坏树木时,更高的植株并不会获得更多优势,情况就不一样了。
恐龙灭绝后,林下层(森林中处于上层林冠下的植物形成的层次)的光照强度减少了约20%。道蒂认为,这一变化“重置”了植物和其他动物的演化起点。美国堪萨斯大学的古植物学家布莱恩·阿特金森(Brian Atkinson,未参与这项研究)也表示:“在此期间,森林的林冠变得更加茂密。”这会对种子产生演化压力,促使其再次变大,这一点也在化石资料中得到了印证。种子的另一次普遍缩小发生在早期巨型哺乳动物出现之后,这一过程持续到这些哺乳动物灭绝。
道蒂指出,尽管人类的体型远不及这些史前巨型动物,但我们对森林的影响,尤其是我们的伐木行为,与那些已经灭绝的远古巨兽极为相似。如果这样的趋势持续下去,我们对种子的影响或许有朝一日会和恐龙齐平。
琼斯补充道,人类还通过其他多种方式影响着植物:“农业就是最典型的例子。此外,还有引入外来物种,砍伐森林建设城市等。”
道蒂认为,人类活动的复杂性让模型难以预测未来种子的大小变化。而另一个需要考虑的重要因素是人类在农业等领域的技术发展速度极快。尽管模型为比较巨型动物和人类对森林密度的改变提供了有效的分析框架,但农业等领域的发展意味着“常规生态规律已不再适用”。
本文选自《环球科学》8月刊“前沿”栏目。
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