海藻化石的高分辨率扫描电子显微镜图像,箭头指示了碳酸钙外壳上的小孔。
在导致恐龙灭绝的小行星撞击地球事件中,一些体型微小、看起来人畜无害的海洋植物凭借一种“残忍”的行为得以存活。
6600万年前,随着小行星撞向地球,大量碎片、灰尘和气溶胶被喷射到了大气中,地球因此变得黑暗又寒冷,海洋也开始酸化。曾在海洋中占统治地位的海藻物种和恐龙一样立刻灭绝了——除了一种罕见类型。
美国加州大学河滨分校的研究人员试图探索这种藻类在大规模灭绝发生时是如何存活下来的。
“小行星撞击事件几乎消灭了地球上所有多细胞生命,至少在海洋中是如此。” 加州大学河滨分校的地质学家Andrew Ridgwell说,“如果将处于食物链底端的藻类移除,那么食物链上的其它生物也将死亡。我们想知道海洋是如何避免这一命运的,而海洋生态系统又是如何在历经浩劫后演化至今?”
为回答以上问题,该团队研究了在小行星撞击中存活的藻类化石,并创建了详细的计算机模型来模拟海藻进食习惯的可能进化路径。相关成果于近日发表在《科学进展》杂志上。
研究发现,这些化石外壳大多由碳酸钙构成,表面布有小孔。小孔意味着鞭毛的存在,这种细小似尾巴的结构可以帮助生物游动。“需要游动的唯一理由就是去‘抓捕’猎物。” Ridgwell解释说。
这些古代藻类的现代近亲还具有叶绿体,因此可以利用阳光将二氧化碳和水转化为食物。这种既可以通过捕猎其他生物进食也可以通过光合作用进食的能力被称为“混合营养”。
研究者发现,在小行星撞击造成的黑暗时期结束后,这些“混合营养”藻类立马从沿海大陆架区域扩张到开阔海域之中,占据该地“统治”地位一百万年之久,帮助食物链快速重建。很久以后,这些藻类才经过进化丧失了捕食其他生物的能力。它们对自身进行“重新定义”,最终成为当今海洋藻类的优势物种之一。
“拥有‘混合营养’能力不仅意味着你可以在灾难发生后存活,也意味着你可以在灾后黑暗期以体型更小的生物为食,比如蓝藻。” Ridgwell说,“这些结果既说明了海洋浮游生物的极端适应性,也说明了它们的快速进化能力。”
原创编译:橘子 审稿:西莫 责编:陈之涵
期刊来源:《科学进展》
期刊编号:2375-2548
原文链接:https://phys.org/news/2020-10-survive-asteroid-impact-algae.html
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