草本开花植物多样性锐减导致1万年前北极大型哺乳动物的最终灭绝

很多猛犸象的图片描绘了它们在草地上。最新证据表明冰河世纪的植物群主要是草本开花植物。

从永久冻土里获得植物样本

北方车前草，一种草本开花植物。这种植物的DNA被发现于于西伯利亚永久冻土。

猛犸象的长牙。

（中国化石网）据凤凰科技（编译/严炎刘星）：1万年前，北极区的大型哺乳动物，猛犸象、长毛犀牛、草原野牛、马和麝牛（北美洲北极区内的一种体型大反应慢的动物），灭绝了。究竟是什么导致它们的灭绝？气候变化？疾病？人类的过度猎捕？科学家一致认为“罪魁祸首”是气候变化，但导致这些生物灭绝的机制目前仍不清楚。

对冰河世纪的常见印象是放牧着大型哺乳动物，例如猛犸象的草地，而这一观念近日被发表在2014年2月5日期刊《自然》上的文章否决了。一支来自12个国家的跨学科科学家小组显示过去5万年的北极植物群主要是草本开花植物，后者是大型食草哺乳动物的营养丰富的食物。但是2.5万至1.5万年前，大多数北极陆地被覆盖了冰，导致草本开花植物的多样性急剧锐减。在这个阶段，大型哺乳动物从无冰的区域勉强幸存下来。随着冰河世纪末期气候的变化，草本植物进一步减少，随后被草地取代。这种营养物质相对匮乏的草地并不是很好的食物替代品，从而导致1万年前北极区大型哺乳动物的最终灭绝。

冰河世纪陆地植物群被认为主要是草地和莎草，这是基于对永久冻土里发现的花粉的研究。然而，DNA分析的发展使得从北极永久冻土里保存的冰河世纪植物材料里抽取DNA 并对其进行测序变为可能。此外，从永久冻土里保存的尸体的胃内容物以及灭绝的长毛犀牛、猛犸象和其它灭绝的大型食草动物的动物排泄物里还发现了有关植物选择的额外信息。英国南安普顿大学的玛丽·爱德华兹教授在新闻发布会上揭示了这项研究以及DNA分析结果。

科学家们从西伯利亚、加拿大和美国阿拉斯加州获得了永久冻土的样本。很多被保存的植被是以树根和其它植物部分的形式保存。科学家对从冰冻的植物材料里抽取的DNA进行了测序，同时将其与现代相关的北方草本植物以及博物馆样本进行对比。

那些年龄超过10000年的主要是非禾本草本植物。灭绝哺乳动物的冰冻尸体胃内容物以及从永久冻土里获得的动物排泄物显示了这些动物偏爱非禾本草本植物。

美国阿拉斯加大学费尔班克斯校区的古生物学家戴尔·古思莱(Dale Guthrie)教授解释了这项发现的重大意义。“在由大型放牧动物，例如北美野牛，主宰的现代生物系统里一般很少发现存在大量的非禾本草本植物。研究古代生态系统的生态学家怀疑在冰河世纪环境里，放牧型动物属于一个积极的循环的一部分，它们的排泄物施肥了土地，使得非禾本草本植物能够繁荣生长。在冰河世纪末期，气候环境发生巨变，变得更温暖更潮湿。这种条件不再支持哺乳动物——非禾本草本植物关系，其它类型的植物（例如木本灌木和乔木）主宰了该地形。这种转变可能对动物造成了严重的后果，可能间接导致了冰河世纪末期发生的大量哺乳动物灭绝。”

丹麦哥本哈根市丹麦自然历史博物馆的古DNA研究学者艾斯克·威勒斯勒夫（Eske Willerslev）对此发表了评论。“从之前的研究我们知道气候推动了巨型动物数量的波动，但具体的方式却不清楚。现在我们知道了富含蛋白质的非禾本草本植物的缺失很可能是冰河世纪巨型动物灭绝的主要原因。有趣的是，我们可以从现代气候变化的观点理解这些研究结果。也许未来我们能够控制温室气体，但是不要指望全球变暖之后的气候变冷阶段，那些好的古老的植被会再回来。古老的生态系统不会重新回到变暖之前的程度。并不仅仅是气候推动了植被的改变，植被本身的历史和以植被为生的哺乳动物也起着一定的影响。”