生態與演化 科學報導

絕處逢生─大滅絕後的物種再生

古生物史上曾發生大大小小的物種滅絕事件,其中較嚴重的共有五次大滅絕事件,分別發生在古生代、古生代與中生代交界點,以及中生代與新生代交界點。其中最廣為人知的大滅絕事件則是發生在六千五百萬年前,中生代末期白堊紀與新生代初期第三紀古新世的交界,這次的事件造成了七成以上的物種滅絕,而最有名的就是恐龍;雖然造成大滅絕的原因已經在眾說紛紜中取得一定的共識,當代的古生物學研究中,物種在大滅絕後的復甦更引發科學家的興趣,尤其是浩劫前後環境的變遷以及物種多樣性的發展。

植物與植食性的昆蟲之間相互依存的關係,可以部分反映當時的陸地食物鏈結構。如果發生重大環境事件,便能由葉片化石上的昆蟲痕跡種類與數量推測,而昆蟲化石較不易取得,所以這種昆蟲痕跡化石成為相當珍貴的紀錄器。為了研究白堊紀大滅絕前後陸地生態環境的變化,來自南北美的跨國古生物及古地質研究團隊,分別從北美及南美洲蒐集大滅絕前、後的各種樹葉化石,並依地質來源排列其年代。借由研究葉片化石上受昆蟲咬蛀的形態,判斷該時期該地區昆蟲的多樣性,同一樹葉具有越多不同形態的蛀痕,代表該地區的昆蟲生態具有較高的多樣性。分析結果發現,與避難所假說不同(此論點闡述大滅絕事件對南半球的影響較輕微,因而生態避難所),這場大滅絕對於南美及北美的影響程度是相同的,然而,團隊從美西的樣本發現,事件後的樹葉化石被啃咬過的痕跡大幅下跌,且當地的生態花了 900 萬年才回到事件前的狀態。另一方面,南美洲的樣本卻只花了約400萬年回復,雖然作者並未深入探討此差異,藉由樹葉上的蟲蛀痕跡型態推論,南美地區在過去的昆蟲多樣性高於北美地區,可能是該地生態快速回復正常的關鍵。

針對復甦速度的差異性,白堊紀時期的北美與南美大陸版塊相較於現在的模樣,相對位置差異性較大 (如圖) 。大滅絕之後,氣後產生極大變化,多數生物的滅絕,空出的生態棲位使得高多樣性生態系中的生物有更多生存機會。雖然這篇文章僅以假說的形式討論多樣性與復甦速度的差異性關係,但可以確定的是,無論環境如何變遷,具備多樣性的生態環境始終是演化上利於生存的重要關鍵。現今人類的活動造成許多生態及生物多樣性的消失,這樣的趨勢對於人類長遠的生存著實存在一大隱憂。

圖片說明:白堊紀晚期各大陸版塊分布
圖片出處:http://goo.gl/Zm3QwZ

參考文獻:Donovan MP, Iglesias A, Wilf P, Labandeira CC, Cúneo NR. Rapid recovery of Patagonian plant-insect associations after the end-Cretaceous extinction. Nat Ecol Evol. 2016 Nov 7;1(1):12. https://doi.org/10.1038/s41559-016-0012

撰文葉意茹
審稿│陳  曦

About the author

葉意茹

凱斯西儲大學藥理研究所博班畢業,現為該校博士後研究員。目前主要研究方向為癌症抗藥性機制。感謝Investigator提供的平台能讓我吸收不同領域的新知。

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