亚马逊雨林或曾被海洋淹过两次 促进新物种进化

亚马逊雨林是一个生物多样性宝库,其670万平方公里的面积中包含有地球上10%的物种。然而几十年来,科学家对于这片雨林如何形成这样的规模一直争论不休。

如今,一项新的研究表明,1000多万年前,一大片亚马逊森林曾被加勒比海先后淹没了两次,从而形成了一个短暂的内陆海洋,并开始了新物种的进化。

但是新的证据仍然没有说服站在辩论席另一边的科学家。

主持该项研究的巴拿马城史密森热带研究所古生物学家Carlos Jaramillo表示:“很难想象一个过程会用海洋覆盖这么大的一片森林。”

研究人员普遍认为亚马逊地区的一部分曾经处于水下,但他们对于水来自何处意见不一。那些“河流阵营”的人认为,淡水从上升的安第斯山脉往下流,把下面的陆地切割开来,把植物和动物分成了后来进化出新物种的孤立群体。

同时快速增长的山脉也创造了不同海拔的小气候,引发新的植物和动物形态在亚马逊盆地汇聚与形成。

然而,从海洋微生物于上世纪90年代在亚马逊沉积物中被发现以来,一些科学家推测,这里的森林曾经被海洋所淹没,并创造了新的物种,以便使森林居民更快地适应洪水。

但证明任何一种情况——无论是河景还是海景——都是艰难的。能够描绘出一幅清晰画面的岩石和化石是非常稀少的。因此,Jaramillo和同事转向求助于另一种不同的数据:钻入丛林地表的岩心。

这些6厘米宽、600米深、圆柱状的岩心以花粉、化石和沉积物的形式保存了该地区过去的环境记录,并可以追溯到几千万年前。Jaramillo用了两个岩心:一个来自于哥伦比亚东部,由一家石油公司钻取;一个从巴西东北部获得,是上世纪80年代由巴西地质调查所钻取的。

Jaramillo的研究团队分析了一层又一层的岩心。其中大部分遗骸来自于陆地栖息物种。但在两个薄层中,研究人员发现了海洋浮游生物和贝壳。哥伦比亚的岩心甚至包含了在海洋中栖息的一只螳螂虾和一枚鲨鱼牙齿的化石。

这足以说服Jaramillo——他曾坚定地站在河流阵营,加勒比海曾两次到达过包括巴西、厄瓜多尔和秘鲁在内的亚马逊盆地西部地区:一次发生在距今1800万年前,另一次则在距今1400万年前。

他在日前出版的《科学进展》杂志上写道:“这是一个失去的生态系统。”

这些海洋不会持续很长时间。在巴西西北部,第一次洪水持续了大约20万年,第二次则持续了约40万年。而靠近加勒比地区的哥伦比亚则被淹没了较长时期,分别为90万年和370万年。

这些洪水可能是由逐渐升高的安第斯山脉引发的,Jaramillo说。当这些山脉升起时,周围的大陆板块会下沉,海水便流了进来。但随着淡水和沉积物沿着这些山峰向下流动并重建盆地,海水很快就会消失。

从地质时期看,这些洪水总共只有一眨眼的工夫,Jaramillo说,“但它对于一棵树而言却是很长一段时间。”最终这些相对较短的事件会改变整个地区。

荷兰阿姆斯特丹大学地质学家与孢粉学家Carina Hoorn表示,这项新的研究“为海洋洪水提供了强有力的证据,并且更加明确了时间节点”。然而美国北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学地质学家Paul Baker依然坚定地捍卫河流阵营的地位。

Baker说:“在哥伦比亚,我对于海洋入侵没有任何疑问。”但巴西的岩心让他烦恼,因为海洋类的浮游生物在欧洲其他古老的淡水湖泊中也出现了。

对Baker更有说服力的是对贝壳中的氧同位素进行的测量,这可以揭示它们究竟生长在盐水还是淡水中。

Jaramillo说他已经开始这项工作了。他还希望找到更多的亚马逊化石从而研究可能在这一过程中已经灭绝的物种。

现在,只有一件事是Jaramillo、Hoorn和Baker都同意的,那就是他们需要在该地区钻探和研究更多的岩心,从而解开亚马逊雨林的生物多样性之谜。

亚马逊雨林位于南美洲的亚马逊盆地,横越了8个国家:巴西、哥伦比亚、秘鲁、委内瑞拉、厄瓜多尔、玻利维亚、圭亚那及苏里南,占据了世界雨林面积的一半,占全球森林面积的20%,是全球最大、物种最多的热带雨林。

亚马逊雨林被人们称为“地球之肺”。

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