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版納植物園發現青藏高原晚始新世到早漸新世動植物關系的變化

2020-08-26 西雙版納熱帶植物園
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  植食性昆蟲與植物是陸生生態系統的重要組成部分,對于維持陸生生態系統穩定十分重要。它們之間受溫度、降水和海拔等環境因素影響呈現不同的地區性分異。葉片化石上的取食痕跡記錄了地質時期的動植物關系,通過統計取食痕跡,可反映出植食性昆蟲的種類和數量,從而認識地質時期昆蟲與植物之間的關系。

  中國科學院西雙版納熱帶植物園古生態研究組博士研究生鄧煒煜東在研究員周浙昆、蘇濤的指導下,研究青藏高原東南緣芒康縣卡均植物群上千塊保存完好的葉片化石,發現在同一地域約100萬年間,卡均植物群無論昆蟲還是植物,在種類上均發生變化。在晚始新世(距今約3460萬年),該地區的植物以殼斗科和樺木科等為主,是典型的常綠落葉闊葉林,被昆蟲取食的葉片比例高達38.39%,有大量的葉片被取食葉肉和邊緣,且存在大量的蟲癭,反映的動植物關系與現代亞熱帶森林相似。在早漸新世(距今約3340萬年),該地區植物以楊柳科和薔薇科為主,整體由喬木向灌木過渡,昆蟲取食比例下降至24.04%,且取食種類單一,蟲癭、刺吸和潛葉痕跡大幅減少甚至消失,表明這些昆蟲類群在該地區減少甚至消失。這一時期,芒康卡均植物群的整體類似高山灌叢,與現代環境接近。

  此外,研究人員采用葉緣分析法,氣候-葉相多變量分析程序和共存分法析等古氣候模型,定量重建芒康卡均植物群不同時期的氣候。結果表明,芒康地區晚始新世到早漸新世溫度降低、降水逐漸減少,伴隨青藏高原東南緣由于構造運動出現的山體抬升,共同影響該地區的生態系統中的昆蟲與植物多樣性,塑造了青藏高原東南緣特殊的生態環境。

  該研究首次從古植物與古生態的角度,為探究青藏高原地質時期環境變化對動植物關系的影響提供了直接的化石證據。相關研究成果以Sharp changes in plant diversity and plant-herbivore interactions during the Eocene–Oligocene transition on the southeastern Qinghai-Tibetan Plateau為題,發表在Global and Planetary Change上。

  論文鏈接 

芒康卡均植物群從晚始新世(MK-3)到早間新世(MK-1)發生變化,由常綠落葉闊葉喬木向高山灌叢過渡

  化石葉片上的取食痕跡。A和B:蟲癭(c.=蟲癭核,r.=外圈組織);C和D:蟲洞取食;E和F:留脈取食;G:潛葉取食(f.=幼蟲糞便);H和J:邊緣取食;J:物理損傷,不屬于昆蟲取食(沒有愈傷和反應邊)

  芒康卡均植物群晚始新世復原圖(上)和現代芒康地區實拍圖(下),體現芒康卡均植物群由晚始新世常綠落葉闊葉林到現代植被環境的差異

芒康卡均植物群從晚始新世(MK-3)到早間新世(MK-1)不同昆蟲取食類型的比例、昆蟲取食多樣性和植物多樣性均有明顯下降

打印 責任編輯:侯茜

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