化石标本显示海带远远早于我们今天在海带森林中看到的动物
对一个3200万年前的海带化石进行的X射线重建显示了其底部（橙色）、固着物（黄色）和附着的双壳类外壳（蓝色）。来源：Dula Parkinson/高级光源，劳伦斯伯克利国家实验室
（化石网cnfossil.com）据加州大学伯克利分校：太平洋沿岸独特的水下海带森林支持着各种各样的生态系统，这些生态系统被认为是在过去1400万年中与海带一起进化的。
但是一项新的研究表明，3200多万年前，海带在西北海岸蓬勃发展，远远早于今天以森林为家的现代海洋哺乳动物、海胆、鸟类和双壳类动物的出现。
这些沿海海带森林的年龄要大得多，今天是一个丰富的生态系统，支持水獭、海狮、海豹和许多鸟类、鱼类和甲壳类动物，这意味着它们可能是一种古老的、现已灭绝的哺乳动物desmostylian的主要食物来源。这种河马大小的食草动物被认为与今天的海牛、海牛和它们的陆地亲戚大象有关。
“人们最初说，‘我们认为1400万年前这里没有海带，因为与现代海带森林相关的生物还不存在，’”加州大学伯克利分校综合生物学教授、古植物学家辛迪·洛伊说。
“现在，我们证明凯尔普在那里，只是所有你认为与它们有关的生物都不在那里。这并不奇怪，因为你首先需要整个系统的基础，然后其他一切才能显现出来。”
《国家科学院院刊》上报道的海带森林更古老的证据来自新发现的海带固着器化石。海带固着器是海带的根状部分，将海带固定在海底的岩石或岩石上。柄或茎附着在固定器上并支撑叶片，由于有气囊，叶片通常漂浮在水中。
Looy的同事Steffen Kiel将这些仍能抓住蛤蜊并包裹藤壶和蜗牛的固定器化石确定为3210万年前的新生代中期，从6600万年前一直延续到现在。已知最古老的海带化石由一个气囊和一个类似于今天巨藻的叶片组成，可追溯到1400万年前，由加州大学古生物学博物馆（UCMP）收藏。
一个3200万年前的化石支架的切片显示，手指状的触手长满了藤壶。来源：Steffen Kiel
论文第一作者、斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆高级馆长基尔说:“我们的支架提供了很好的证据，证明海带是一个神秘的海洋哺乳动物群体——底斯柱藻的食物来源。”
“这是新生代哺乳动物中唯一一个在新生代灭绝的目。海带长期以来一直被认为是这些河马大小的海洋哺乳动物的食物来源，但缺乏实际证据。我们的holdfasts表明海带是一个可能的候选对象。”
根据该论文的资深作者、UCMP古植物学馆长基尔和洛伊的说法，这些早期海藻森林可能不像大约1400万年前进化的森林那样复杂。太平洋沿岸新生代晚期的化石表明，这里有大量的双壳类动物——蛤蜊、牡蛎和贻贝——鸟类和海洋哺乳动物，包括与海牛有亲缘关系的海牛和已灭绝的长得像熊的海獭祖先——科尔波诺莫斯。这种多样性在3200万年前的化石记录中没有发现。
基尔说:“另一个含义是，化石记录再次表明，生命的进化——在这种情况下，是海带森林的进化——比仅根据生物学数据估计的要复杂。”“化石记录表明，在过去的3200万年里，无数动物在海带森林中出现和消失，而我们今天所知道的海带森林生态系统只是在过去的几百万年里才进化的。”
业余化石搜寻者的价值
这些化石是由詹姆斯·戈德特发现的，他是一名业余化石收藏家，过去曾与基尔合作过。当Goedert在华盛顿奥林匹克半岛Jansen Creek附近的海滩上发现四个石头结节时，他看到了今天在海岸上常见的海带和其他大型藻类的固着器。
专门研究无脊椎动物进化的基尔同意这一观点，并随后根据锶同位素的比例确定了岩石的年代。他还分析了双壳贝壳中的氧同位素水平，以确定holdfasts生活在比今天略暖的水中，处于现代海带森林中发现的温度上限。
这条时间线描绘了过去3200万年中太平洋沿岸海带林和相关生物的演变，以及水温的变化。黑条表示现代复杂海带生态系统的成员——海獭、鲍鱼、海胆，以及直到最近的海牛。绿色的条带表示早期海带床的成员已经灭绝，包括结骨藻和类企鹅的拟翼虫。图片来源：Steffen Kiel和Cindy Looy
洛伊联系了合著者杜拉·帕金森，他是劳伦斯伯克利国家实验室高级光源的科学家，请求他帮助使用同步辐射X射线断层显微镜（SRXTM）获得一个holdfast化石的3D X射线扫描图。当她查看化石的详细X射线切片时，她惊讶地发现除了它所栖息的双壳类动物外，还有一只藤壶、一只蜗牛、一只贻贝和一只微小的单细胞有孔虫藏在固着器内。
然而，洛伊指出，在3200万年前的海苔化石中发现的无脊椎动物的多样性不如今天在海带海苔中发现的高。
“如果你现在去一个海藻生态系统，这些海藻肯定没有它们那么丰富，”卢伊说。“生活在这些生态系统中的生物还没有开始多样化。“
基尔和洛伊计划对这些化石进行进一步研究，以了解它们揭示了北太平洋海藻生态系统的进化以及这与海洋气候系统变化的关系。
论文的其他共同作者是Rosemary Romero，她是藻类专家，于2018年在加州大学伯克利分校获得博士学位，现在是加州鱼类和野生动物部的环境科学家；德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的古植物学家迈克尔·克林斯；前加州大学伯克利分校本科生托尼·休恩。Goedert是西雅图华盛顿大学伯克自然历史和文化博物馆的副研究员。
