復(fù)原冰河時(shí)代的植物群落

“目前沒有假說能夠完整解釋大洪水或者冰期現(xiàn)象，我們必須承認(rèn)自己忽視了這些地球歷史中奇怪、神秘的事件……”
——《大洪水之前的世界》，路易斯?費(fèi)及耶（Louis Figuier）著，H.W.布里斯托（H.W. Bristow）修訂后的第2版。
科學(xué)家在論文中描述的某種復(fù)活的“32000年前的古冰期植物”，實(shí)際上是一種表現(xiàn)型不同的柳葉蠅子草。我們可以通過該植物，管窺冰河時(shí)期的干草原生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)的干草原是一種以獨(dú)特氣候條件和特定植物群落為特征的生態(tài)環(huán)境，但現(xiàn)在這些植物的生長環(huán)境卻完全不同。
洪積世（或稱冰河世紀(jì)）巨大的冰川逐漸入侵陸地。圖片來源：F. 昂格爾（UNGER, F. 1851）《原始世界的理想印象》地質(zhì)與古生物學(xué)部分，由泰勒與弗朗西斯（Taylor & Francis）于倫敦出版（本文所用拷貝取自美國地質(zhì)調(diào)查局圖書館，U.S.G.S. library）。
要恢復(fù)古地區(qū)上的植物群落，有很多種方法。開花植物產(chǎn)生的花粉粒由一種化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定的物質(zhì)構(gòu)成——花粉素（Sporopollenin），所以花粉粒通常在沉積物中保存完好（但在土壤中不行）。通過對(duì)這些在漫長歷史中沉積在湖底或沼澤中的花粉粒進(jìn)行鑒別和計(jì)數(shù)，我們能夠推斷該沉積區(qū)過去的植被類型。有時(shí)植物碎屑也能夠在這種沉積物中保存下來。
很多動(dòng)物在它們的地洞中運(yùn)輸和保存植物碎屑。前面提到的保存完好的柳葉蠅子草種子，就是在一只古代地松鼠（也稱黃鼠）的儲(chǔ)藏洞中找到的。除了嘗試著把種子種出來以外，葉、花、芽和種子的碎片都能夠被鑒定到種，幫助科學(xué)家重建地洞主人活動(dòng)范圍內(nèi)的植被特征。
植物殘片或花粉粒還能在動(dòng)物木乃伊的腸道內(nèi)含物及糞便化石（coprolithes）中找到。
基于這樣的化石證據(jù)，人們就能復(fù)原某個(gè)特定的冰河時(shí)期植物群落的面貌，通常有干草原、極地草原、草原苔原、草本苔原、猛犸草原等。目前，“干草原”（steppe）這個(gè)詞通常指在相對(duì)干燥且溫暖氣候條件下的草原或灌木叢，而“苔原”（tundra）則指喬木和灌木由于低溫基本不能生長，整體以草本植物和草地為主的環(huán)境。因此“草原苔原”或“猛犸草原”乍看起來就像是兩個(gè)相互矛盾詞語的奇怪組合了。
通過研究猛犸象寶寶木乃伊“柳芭”消化道內(nèi)保存的物質(zhì)，我們基本能夠復(fù)原出4萬年前主導(dǎo)歐洲—西伯利亞大陸以及北美大陸的植物群落面貌。
經(jīng)鑒定，腸道保存下來的物質(zhì)主要為兩種草類——禾本科與莎草科，代表了一種相對(duì)開放的環(huán)境。還有一些其它可鑒別出的植物種屬，包括蒿屬——現(xiàn)代多生長于干旱/半干旱環(huán)境中的類群；半日花屬——同樣生長在干旱環(huán)境中；以及花蔥屬——現(xiàn)代產(chǎn)自溫和涼爽的北極區(qū)域。由于存在松樹、云杉、樺樹、柳樹和榿木等植物的花粉粒，說明那時(shí)的北極顯然不像現(xiàn)在這樣是幾乎沒有樹木的苔原，而是零散分布著不少樹林的。
要搞清楚這樣的植物群落，很重要的一點(diǎn)就是要注意到現(xiàn)代苔原與冰期干草原的氣候差異。冰河時(shí)代的全球低溫，顯著降低了海洋的蒸發(fā)量，導(dǎo)致大陸上大片地區(qū)為缺少降水（雨或雪）的干旱環(huán)境。這使夏天變得十分干旱，且冬天的冰雪覆蓋量相對(duì)減少；而冰雪恰恰會(huì)抑制光合作用，從而限制植物的生長。
現(xiàn)代苔原分布于北緯65°以北的地區(qū)，以夏季短暫且正午太陽高度角很低為特征。在冰河時(shí)代，猛犸草原可延伸到北緯45°。在這里，正午太陽高度角相對(duì)高了很多，陽光也強(qiáng)烈很多，因此光合作用效率更高，盡管氣溫較低，但植物也能生長得很好。
猛犸草原的特征植物群落，是適應(yīng)冰期各種環(huán)境因素共同作用的產(chǎn)物。關(guān)于單個(gè)植物在這種環(huán)境下的適應(yīng)過程，目前所知甚少。已知的冰期植物柳葉蠅子草，與現(xiàn)代相同種相比，會(huì)產(chǎn)生更多的芽，且根的發(fā)育更為緩慢。在適宜生長的時(shí)間如此短暫且能用于傳粉的昆蟲如此之少的環(huán)境中，開更多的花很可能成為優(yōu)勢。由此可見，活生物組織的發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究植物在古代猛犸草原可能采取的生理適應(yīng)過程，是一個(gè)罕見的寶貴機(jī)會(huì)。

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