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研究得出结论,恐龙灭绝后幸存下来的植物从空气中吸收了氮

  

  Plants that survived dinosaur extinction pulled nitrogen from air

  苏铁曾经是食草恐龙最喜欢的食物,一种叫做苏铁的古老植物在2.52亿年前的中生代时期帮助维持了这些和其他史前动物的生存,因为它们大量生长在森林下层。如今,只有少数几种棕榈状植物存活在热带和亚热带栖息地。

  像它们笨重的食草动物一样,大多数苏铁已经灭绝了。它们从先前的栖息地消失始于中生代晚期,一直持续到新生代早期,其间不时出现灾难性的小行星撞击和火山活动,这些活动标志着6600万年前的K-Pg边界。然而,与恐龙不同的是,有几群苏铁幸存至今。

  11月16日发表在《自然生态与进化》杂志上的一项名为“氮同位素揭示现存苏铁谱系中固氮共生的独立起源”的研究得出结论,苏铁物种的生存依赖于根部的共生细菌,这些细菌为它们的生长提供了氮。就像现代豆科植物和其他利用固氮的植物一样,这些苏铁用它们根部的细菌交换糖,以换取从大气中吸收的氮。

  主要作者迈克尔·基普最初感兴趣的是,固氮植物的组织可以提供它们生长环境中大气成分的记录。他将地球化学与化石记录结合起来,试图了解地球的气候历史。

  基普已经知道现代苏铁是固氮剂,在华盛顿大学攻读博士学位期间,他开始分析一些非常古老的植物化石,看看他是否能从不同的角度看待古代的大气。大多数古老的苏铁揭示了它们不是固氮者,但这些也被证明是灭绝的血统。

  “这不是一个关于大气的故事,我们意识到这是一个关于这些植物随时间变化的生态的故事,”基普说,他花了近十年的时间研究这个发现,先是在华盛顿大学,然后在加州理工学院做博士后研究员。

  基普今年将加入杜克大学,担任尼古拉斯环境学院地球与气候科学助理教授政府要去继续利用化石记录来了解地球的气候历史,这样我们就能了解它可能的未来。Plants that survived dinosaur extinction pulled nitrogen from air

  基普说,我们对古代大气的了解大多来自对古代海洋生物和沉积物的化学研究。将其中一些方法应用于陆生植物是一个新的难题。

  Kipp说:“进入这个项目,还没有公布的植物树叶化石的氮同位素数据。”他花了一段时间来调整方法,并获得了珍贵的植物化石样本,博物馆馆长不愿意看到这些样本被蒸发以获取数据。

  Kipp说:“在少数幸存的(苏铁)谱系的化石样本中,我们看到了与今天相同的氮特征,这些样本不是那么古老- 2000万年,3000万年。”这意味着它们体内的氮来自共生细菌。但在更古老的、已经灭绝的苏铁化石中,氮的特征是不存在的。

  不太清楚的是,固氮是如何帮助苏铁存活下来的。这可能帮助它们经受住了气候的剧烈变化,也可能使它们能够更好地与灭绝后蓬勃发展的快速生长的被子植物竞争,“或者两者兼而有之。”

  “这是一项新技术,我们可以做更多的事情,”基普说。