图片来源：Pixabay
恐龙和化石爱好者都很熟悉6600万年前导致霸王龙和所有非鸟类恐龙灭绝的陨石撞击。但人们通常忽略的是，那次撞击的影响也摧毁了整个生态系统。一项新的研究表明，当年的那些伤亡反而带来了另一个非常深远的影响，即地球上最壮观的多样化环境——南美洲亚马逊热带雨林的出现。然而，由于人类活动（包括农业上的开垦耕地）的空前破坏，亚马逊丰富的热带物种及其栖息地正面临着生存威胁。
这项新研究发表在《科学》杂志上。宾夕法尼亚州立大学的地球学家Peter Wilf说：“这项研究代表了知识的进步。”Wilf继续说道：“作者证明了，恐龙灭绝也是新热带生态系统的一次大规模重启事件，热带生态系统的进化从此走上了一条全新的道路，在该地区形成了如今非同寻常，多样又壮观，并受到严重威胁的热带雨林。”
Wilf补充道，这些见解“为保护热带地区现存的进化遗产提供了新的动力，这些遗产支持着人类的生命活动及数百万种现存的生物。”
巴拿马史密森尼热带研究所的古生物学家Carlos Jaramillo也是该研究的主要作者，他认同，陨石撞击带来的进化和生态效应，对现在由人类造成的亚马逊热带雨林和地球上其他重要栖息地的迅速破坏有重要的影响。“我们可以将其与现今的情况关联起来，”他说道，“因为我们也一直在改变地球的风貌，这种情况会永远持续下去——或者至少会持续很长一段时间。”
图片来源：Carvalho et al., Science; 2021
现如今，热带雨林是地球上生命不可或缺的一部分。尤其是亚马逊热带雨林，对整个地球的淡水循环和气候调节发挥着至关重要的作用。然而，西欧和北美的古生物学家很少关注热带雨林的问题，他们只关注温带地区的问题。许多专业的和业余的化石研究者也倾向于忽略这些温暖潮湿的地方，因为他们认为那里的环境难以让有机物质有足够长的时间来形成化石。南方卫理公会大学的古生物学家Bonnie Jacobs说：“正是这些因素结合起来，致使我们严重缺乏热带地区的数据。”她参与撰写了一篇以此问题为背景的论文，并与新研究一起发表在《科学》杂志上。
如今科学家们已经知道了，陨石撞击带来的影响及后果（至少在温带地区），会因地区环境和距墨西哥尤卡坦半岛奇虚卢撞击坑的距离而异。比方说，新西兰森林就相对毫发无损。但科学家们还不知道这件事如何改变了非洲的热带雨林，或者是到今天为止的南美热带雨林。
Jaramillo和论文的大部分合著者都来自哥伦比亚，他尤其想调查出自己国家热带雨林的进化起源。他还是个本科生的时候就在构思这项新研究，这项研究代表了近12年的努力成果。他说：“我们花费了很长时间，因为一切都是从头开始的。”
因为整棵树几乎从来没有在化石记录中保存下来，所以Jaramillo和他的同事们转向研究花粉和树叶化石。花粉能够长期保存完好，在化石记录中广泛存在。像树叶一样，不同物种的花粉形态各不相同，这有助于研究人员确认古时候这片栖息地生长的植物类型。
Jaramillo和同事们在哥伦比亚搜寻了陨石撞击前，即晚白垩时期的53个地点的岩石，以及那之后1000万年的古近纪时期形成的岩石。研究小组从这些岩石中，收集并分析了大约5万个花粉化石和6000个树叶化石，以解构形成它们的植物类型。最近，不同的研究结果都表明，接受更多光照的植物叶片具有更高的叶脉密度，以及更高含量的天然同位素碳13。研究人员研究了收集化石的特征，以拼凑出该地区曾经的森林结构。
他们的发现描绘了陨石撞击后，生命的突然又灾难性的毁灭——同时也描绘了生命在数百万年后涅槃重生。作者确定的是，在陨石坠落前，南美洲森林以许多针叶树木和明亮的开放树冠为特色，支撑着下层茂盛的蕨类植物。此外，恐龙可能通过击倒树木和清除植被，在维持白垩纪森林中发挥着重要的作用。然而，在Chicxulub陨石撞击的影响下，这个生态系统在短时间内发生了不可逆转的变化。大火可能持续燃烧了数年，吞噬了南美洲南部的森林。根据作者的计算，连同森林所供养的许多动物，南美洲有45%的热带植物物种消失了。
图片来源：《每日邮报》
这片森林花了600万年的时间才恢复到了陨石撞击前的生物多样性水平，那些逐渐恢复的物种也和之前完全不同。豆科植物是第一批出现的植物，它们与细菌形成共生关系，能够固定空气中的氮，它们使之前贫瘠的土地营养丰富了起来。氮元素的流入，连同陨石灰烬中的磷元素，使其他开花植物在豆科植物旁茁壮生长，并取代了针叶植物。当开花植物争夺阳光时，它们形成了浓密的树冠，形成了我们今天所知的层状亚马逊热带雨林，其特点是丛林顶部覆盖着繁殖力旺盛的植被，而底部则是深色林层。
洛杉矶拉布雷亚沥青坑及博物馆的古生态学家Regan Dunn（未参与这项研究）认同这项研究的发现，她认为这些发现不仅是揭示过去的关键，也是正确看待如今人类活动所造成的威胁的关键。她特别注意到作者的计算，即45%的植物物种在陨石撞击后灭绝，“因为当前的估计表明，在未来的30年内，亚马逊盆地至少也会有这么多的植物物种将受到全球人类活动的威胁。”
“问题依然存在：人类活动的影响将如何永远改变亚马逊森林的组成与功能？”Dunn说道。
Jacobs说，这些新发现展示了，大规模的灭绝事件会如何改写“所有事情的进程”。她还说，今天的我们，正处于另一个类似的事件进程中，但这一次的事件，是由单一物种引起的，而且全世界没有一个地方能够远离这样的“撞击坑”，因为“人类无处不在”。
Jacobs说，然而，这一次与过去的大规模灭绝事件不同，“我们并非束手无策。”
撰文：Rachel Nuwer是一位自由撰稿记者。
翻译：魏书豪
审校：郭晓
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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