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地衣远比科学家想象中的要年轻

来源:环球科学

甲壳类植物地衣。 (图片来源:@菲尔德博物馆,Matthew P. Nelsen)

你很可能见过地衣,即便你没有认出它。如果你曾经在森林中漫步,想知道树木和岩石上的硬皮是什么,它们就是地衣,一种藻类和菌类的组合体,两者几乎像一个生物体一样生活在一起。因为它们能在裸露的岩石上生长,科学家认为地衣是最早从海洋转移到陆地的生物之一,它们改变了地球大气,并且为现代植物铺平了道路。发表于《地球生物学》(Geobiology)的一项新研究则颠覆了这一历史,科学家通过深入研究形成地衣的藻类与菌类的DNA,表明地衣很可能比植物晚进化了数百万年。

“当我们观察现代生态系统时,看到一个裸露的表面,比如一块岩石,常常地衣是长在那儿最早的生物,最终你会看到植物也长在了那儿。”这一文章的第一作者、菲尔德博物馆研究科学家Matthew Nelsen说,“人们习惯认为也许这就是古代陆地被占领的方式,但我们发现在这场竞争中,这些地衣实际上比植物出现得晚。

4.85亿年前,地球与我们现在看到的样子非常不同,几乎没有生物活在陆地上,但地衣可以生活在极端的环境中。它们能在裸露的岩石上生长,并使岩石分解。这有助于形成复杂根系植物(又称“维管束植物”)所需的土壤。过去,科学家认为地衣一定比维管束植物更早到达陆地,并且创造了更加宜居的环境。但Nelsen和他的同事们的研究对这一时间线提出了质疑。

研究开始时,Nelsen并没有打算推翻地衣作为陆地最早殖民者之一的地位。最初,他想了解组成地衣的藻类与菌类的关系。如果地衣能在脸书(Facebook)上更新自己的关系状态,那肯定是“这太复杂了”。它们是互利共生的产物,也就是两个物种生活在一起并互相受益。在这个例子中,藻类——也就是称为蓝细菌的一种特殊的蓝-绿藻类——提供食物,菌类则包裹着藻类,为它们提供庇护。Nelsen说,“地衣曾在何时进化,菌类历经多少次进化才终于能与藻类形成互利共生关系,这些问题一直都具有争议。”

长在岩石上的Crustose Porpidia地衣。 (图片来源:@菲尔德博物馆Matthew P. Nelsen)

但是要想精准确定地衣进化的时间,科学家需要仔细研究组成地衣的菌类和藻类的进化史。早期地衣化石记录不太清晰,这就导致人们很难区分地衣化石与其他化石。而且所有被科学家确认为地衣的化石,都比最古老的复杂植物的化石年轻。因此,研究人员用获取到的化石,推算了形成地衣的菌类和藻类的族谱年龄。他们将这些地衣族谱与化石植物的年龄做了对比。结论是,地衣可能比复杂的植物进化晚得多。

Nelsen说,“地衣不像我们认为的那样古老,它们是一个较年轻的互利共生新种类,并不是在植物和动物闯荡地球以前就一直存在的。”

对地衣年龄的研究表明,如今地衣比植物更早出现在岩石上的模式并不意味着地衣就比植物进化得早。Nelsen说:“它反映了地球深处曾发生什么,以及某些群体何时开始出现。”因为生长在土壤中的地衣能使土地更湿润,固定土壤,并影响土壤中营养元素的种类,所以了解地衣何时出现可以使我们更清楚地认识这个有复杂植物进化的世界。

通过理解数亿年前地球的样子,我们能分析它是如何变化的,并深入了解我们的星球当前的状态。对于研究人员,这可能就像是从祖先的DNA试剂盒中了解家族史时产生的感觉。

Nelsen说:“这重塑了我们对于地球上复杂生态系统早期进化过程的理解。”

作者:Field Museum

翻译:高宝祯

审校:于颖卓

引进来源:菲尔德博物馆

引进链接:https://phys.org/news/2019-11-lichens-younger-scientists-thought.html

 

本文来自:环球科学
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