这种古老的生命形式比恐龙更持久,它也可能埋葬我们
如果你在6600万年前抬头看,你可能会在一瞬间看到一座山大小的明亮光线。小行星烧穿大气层,砸向地球。
如果你以某种方式在最初的撞击中幸存下来,你就会目睹随之而来的破坏。
肆虐的风暴、特大海啸和核冬天持续数月至数年。非鸟类的1.8亿年统治恐龙眨眼间就结束了,至少75%的物种谁与他们分享了这个星球。
在此事件之后,称为白垩纪-古近纪大灭绝(K-Pg),地球出现了新的黎明。生态系统反弹了,但栖息在其中的生命却不同。
许多标志性的K-Pg前物种只能在博物馆中看到。令人敬畏的霸王龙这迅猛龙,以及有翼的龙羽蛇神属无法在小行星中幸存下来,并且仅限于深厚的历史。
但是,如果您在外面散步并闻到玫瑰的味道,您将在K-Pg的灰烬中绽放的古老血统面前。
虽然现存的玫瑰种类与共享地球的玫瑰物种不同霸王龙,他们的血统(蔷薇科)起源于数千万年在小行星撞击之前。
在这方面,玫瑰是一种并不罕见的被子植物(开花植物)谱系。化石和遗传分析表明,绝大多数被子植物科起源于小行星之前。
观赏兰、玉兰和西番莲科、草和马铃薯科、药用雏菊科、草药薄荷科的祖先都与恐龙共享地球。事实上,被子植物今天爆炸性地进化到大约290,000种可能是由K-Pg促成的。
被子植物似乎利用了新的开始,类似于我们自己谱系的早期成员,哺乳动物.
但是,目前尚不清楚他们是如何做到的。与恐龙相比,被子植物非常脆弱,无法飞行或奔跑以逃避恶劣的条件。他们依靠阳光生存,阳光被遮蔽了。
我们知道什么?
不同地区的化石讲述了不同版本的事件。很明显,被子植物的更替率很高(物种丧失和复苏)在亚马逊当小行星撞击时,食草昆虫的数量下降在北美这表明食用植物的损失。但其他地区,如巴塔哥尼亚,不显示任何模式。
2015年的一项研究分析了257的被子植物化石属(家族通常包含多个属)发现K-Pg有影响不大关于灭绝率。但这一结果很难在13,000个被子植物属.
我来自墨西哥国立自治大学的同事圣地亚哥·拉米雷斯-巴拉奥纳和我在一项研究中采用了一种新的方法来解决这一困惑。最近出版在生物学快报中。我们分析了大型被子植物家谱,以前的工作从33,000-73,000个物种的DNA序列突变中绘制出来。
这种树思维方式为对生命进化的重大见解奠定了基础,因为查尔斯·达尔文(Charles Darwin)写下了第一本家谱。
虽然我们分析的家谱不包括灭绝物种,但它们的形状包含有关灭绝率如何随时间变化的线索,通过分支率的起伏方式。
谱系(在这种情况下是被子植物)的灭绝率可以使用数学模型进行估计。我们使用的那个将祖先年龄与根据我们对进化过程的了解应该出现在家谱中的数量的估计进行了比较。
它还将家谱中的物种数量与新物种进化所需时间的估计进行了比较。这为我们提供了一个净多样化率 - 新物种出现的速度,根据从谱系中消失的物种数量进行调整。
该模型生成时间带,例如一百万年,以显示灭绝率如何随时间变化。该模型使我们能够识别灭绝率高的时间段。
它还可以表明物种创造和多样化发生重大变化的时间以及可能发生大规模灭绝事件的时间。它显示了DNA证据对这些发现的支持程度。
我们发现,在过去的1.4亿-2.4亿年中,灭绝率似乎非常稳定。这一发现突显了被子植物在数亿年中的弹性。
我们不能忽视化石证据表明许多被子植物物种确实在K-Pg周围消失了,有些地方比其他地方受到的打击更大。但是,正如我们的研究似乎证实的那样,物种所属的谱系(科和目)不受干扰地传播,创造了我们所知道的地球上的生命。
这与非鸟类恐龙的表现不同,它们完全消失了:它们的整个分支都被修剪了。
科学家认为被子植物恢复力K-Pg大灭绝(为什么只修剪被子植物树的叶子和小枝)可以用它们的适应能力来解释。例如,它们进化出新的种子传播和授粉机制。
他们也可以复制他们的整个基因组(生物体中的所有DNA指令),它提供了每个基因的第二个拷贝,选择可以作用于该基因,可能导致新的形式和更大的多样性。
第六次大灭绝事件我们目前面临可能遵循类似的轨迹。令人担忧的被子植物物种已经面临灭绝的威胁,它们的死亡可能会导致我们所知道的生命终结。
的确,被子植物可能会从各种各样的幸存者中再次开花结果 - 它们可能比我们活得更久。