南洋杉:恐龙时代的见证者

  • 来源:新发现
  • 关键字:南洋杉,恐龙
  • 发布时间:2015-05-14 14:39

  化石证据表明,如今的南洋杉森林在恐龙时代已经成型,但在6500万年前的大灭绝事件中,南洋杉林和恐龙一道遭受了重创。目前,南洋杉林基本仅限南半球部分地区,或者作为松树以及杉树林的附属种出现在北半球。

  在许多恐龙复原图上,经常有大片的“松林”,郁郁葱葱,是大恐龙的绝美背景。只是,你知道吗?那其实不是松林,而是另一类了不起的植物,那就是南洋杉家族。

  南洋杉家族在2亿年前至6500万年前的侏罗纪到白垩纪时期遍布全球,向南覆盖了现今南美洲、非洲、南极洲、印度和澳大利亚组成的冈瓦纳大陆,向北延伸到了英格兰、格陵兰和瑞典。化石证据表明,如今的南洋杉森林在恐龙时代已经成型,但在6500万年前的大灭绝事件中,南洋杉林和恐龙一道遭受了重创。目前,南洋杉林基本仅限南半球部分地区,或者作为松树以及杉树林的附属种出现在北半球。

  尽管有时会被当成松树,南洋杉科的球果、种子和叶子与松科有着明显的区别。松科的球果鳞屑上表面有一对带“翅膀(翼)”的胚珠(种子),而南洋杉科成员的球果鳞屑上仅有一个胚珠。其中,南洋杉科南洋杉属的种子与球果的鳞屑混合在一起,当球果破碎的时候,种子与鳞屑一起掉落;而南洋杉科贝壳杉属的种子有翼且与鳞屑分开。此外,与松科的典型细长针状叶子不同,南洋杉科的叶子的尖锐程度非常多样。不同的物种,叶子的形态可呈鳞片状、锥形到线形或者椭圆状。还有一些种类有着宽阔的叶子,就像开花植物的叶子一样。

  现在,古老的南洋杉家族(南洋杉科)仅存3个小家族(南洋杉属、贝壳杉属和瓦勒迈杉属),总计41个物种。这其中,瓦勒迈杉属是最古老的,但却是最晚发现的。

  1994年,澳大利亚悉尼西北部的瓦勒迈国家公园里,大卫·诺布尔(David Noble)在崎岖的蓝山山脉中发现了一棵未知的球果树。后来,他在一个深邃狭窄的峡谷里又发现了大概40棵球果树,这些球果树被命名为“瓦勒迈(Wollemia)”,成为了南洋杉科一个非凡的“新”成员。“瓦勒迈”这个名字来源于澳大利亚土语,意思是“小心,注意周围”,这对徒步旅行者是个非常恰当的警告,因为,这种树就生长在复杂的峡谷和险峻的砂岩悬崖上。

  瓦勒迈杉长着下垂的直线形淡绿色叶子。幼年期的叶子拧在基底上形成了下垂的二纵列排布,与某些红杉(加州红杉)类似。成年期的叶子是四纵列,并且呈螺旋状分布在树枝上。在原产地,瓦勒迈杉有着多个树干;年轻的树枝从树底生长出来逐渐取代老的树干。由于这样的新老交替习性,树木年轮测定不会反应老树的确切年龄。该树耐寒耐阴,并且在全日照下也能同样生长。

  通过化石我们可以得知,瓦勒迈杉曾经广泛分布在澳大利亚、新西兰和南极洲,但是诺布尔瓦勒迈杉(W.nobilis)是唯一现生的成员。这个稀有的针叶树种最后的化石记录只能追溯到200万年前,一度被认为灭绝了。在这个小小种群里有着典型的遗传瓶颈,叶绿体DNA研究表明,在野生树种里没有可辨别的基因变异,说明它们的母本很可能只有一棵树,这个种群确实是由劫后余生的幸存者组成的。和化石花粉的形态比较也证明了瓦勒迈杉的确为一种古老的植物。

  古植物学家认为,瓦勒迈杉在数百万年前的澳大利亚大陆的潮湿森林里很常见,与蕨类和其他门类的裸子植物例如苏铁、银杏,还有早期的被子植物生活在一起。6500万年前,瓦勒迈杉很可能从墨西哥的尤卡坦半岛熊熊的森林大火和行星撞击中幸存了下来,恐龙却很不幸没能逃脱灭绝的厄运。在狭窄的砂岩峡谷里躲避了数百万年,瓦勒迈杉从至关重要的根部共生真菌那儿获得适宜的湿度和足够的水分。在潮湿的峡谷里,瓦勒迈杉从基底(灌木丛)里再次发芽,逐步复苏。

  但是,由于遗传多样性缺失,瓦勒迈杉对病原性土壤真菌(水霉)极为敏感。2005年11月,科学家遗憾地发现,野生瓦勒迈杉竟然感染了樟疫霉菌(Phytophthora cinnamomi)。因为野生瓦勒迈杉林并没有对外开放,所以澳大利亚的公园管理员认为,这类水霉孢子是那些非法进入林区的游客的鞋子带入的。对于常年与世隔绝的瓦勒迈杉而言,外来疾病足以造成灭顶之灾。

  至于相对“树丁兴旺”的贝壳杉属,总计21种,分布于澳大利亚、新西兰和马来群岛,其中新西兰的考里松(新西兰贝壳杉)、马来西亚的白贝壳杉和澳大利亚东部的昆士兰贝壳杉是木材和珍贵树脂漆的来源。在新西兰北岛上发现的最大的考里松Tāne Mahuta(毛利语意为“森林之主”),据2002年的观测,整棵树高度超过45米,树干周长不小于15.4米(以胸径约4.9米计),它可能至少生长了2000年!

  沿着南洋杉科木化石旁边的隐蔽小路散步,我们可以深深地感受到过去的地质历史。在过去的数千万年里,这些保留了其远古祖先主要性状的活化石如同向导一般,彷佛能引领我们进入恐龙统治地球的时空。

  邢立达 中国地质大学 博士生

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