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      植物化石見證青藏高原晚始新世到早漸新世動植物關(guān)系的巨變

      發(fā)布時(shí)間:2020-08-25
      來源:古生態(tài)研究組

        植食性昆蟲與植物是陸生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,對于維持陸生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定至關(guān)重要。它們之間受溫度、降水和海拔等環(huán)境因素影響呈現(xiàn)不同的地區(qū)性分異。葉片化石上的取食痕跡詳細(xì)記錄了地質(zhì)時(shí)期的動植物關(guān)系,通過統(tǒng)計(jì)這些取食痕跡,就能反映出植食性昆蟲的種類和數(shù)量,從而認(rèn)識地質(zhì)時(shí)期昆蟲與植物之間的相互關(guān)系。 

        版納植物園古生態(tài)研究組博士研究生鄧煒煜東在周浙昆研究員和蘇濤研究員的指導(dǎo)下,深入研究了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(fā)現(xiàn)在同一地域約100萬年間,卡均植物群無論昆蟲還是植物,在種類上都發(fā)生了巨大的變化。首先,在晚始新世(距今約3460萬年),該地區(qū)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(dá)38.39%,有大量的葉片被取食了葉肉和邊緣,且存在大量的蟲癭,反映的動植物關(guān)系與現(xiàn)代亞熱帶森林相似。而到了早漸新世(距今約3340萬年),該地區(qū)植物卻以楊柳科和薔薇科為主,整體由喬木向灌木過渡,昆蟲取食比例也下降至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,反映著這些昆蟲類群在該地區(qū)的減少甚至消失。到了這一時(shí)期,芒康卡均植物群的整體類似于高山灌叢,與現(xiàn)代的環(huán)境接近。 

        此外,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,對芒康卡均植物群不同時(shí)期的氣候進(jìn)行定量重建。結(jié)果表明,芒康地區(qū)晚始新世到早漸新世溫度降低和降水逐漸減少,并伴隨青藏高原東南緣由于構(gòu)造運(yùn)動出現(xiàn)的山體抬升,共同影響了該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)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(tài)環(huán)境。 

        這項(xiàng)研究首次從古植物與古生態(tài)的角度,為青藏高原地質(zhì)時(shí)期環(huán)境變化對動植物關(guān)系的影響提供了直接的化石證據(jù)。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(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Global and Planetary Change 

              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(fā)生巨大變化,由常綠落葉闊葉喬木向高山灌叢過渡。

         

        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。

      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(yīng)邊)。

      芒康卡均植物群晚始新世復(fù)原圖(上)和現(xiàn)代芒康地區(qū)實(shí)拍圖(下),體現(xiàn)了芒康卡均植物群由晚始新世常綠落葉闊葉林到現(xiàn)代植被環(huán)境的巨大差異。

      本文作者:鄧煒煜東

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