Jak obrovský asteroid, který vyhladil dinosaury, vedl ke vzestupu moderních deštných pralesů

Asi před 66 miliony let došlo ke srážce masivního asteroidu s tím, co je nyní známé jako Yucatan, a uvrhlo Zemi do temnoty. Dopad změnil tropické deštné pralesy a vytvořil květiny.

Dnes jsou tropické deštné lesy ohniskem biologické rozmanitosti a hrají důležitou roli ve světových klimatických systémech. Nová studie byla dnes zveřejněna v Věda Vrhá světlo na původ moderních deštných pralesů a může vědcům pomoci pochopit, jak budou deštné pralesy reagovat na rychle se měnící klima budoucnosti.

Studie vedená vědci ze Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) ukázala, že srážka asteroidů, která ukončila vládu dinosaurů před 66 miliony let, také způsobila vyhynutí 45% rostlin v dnešní Kolumbii. Vláda kvetoucích rostlin v moderních tropických deštných pralesech.

Od lesů plných kapradin po lesy plné květin: Rostliny začaly vytvářet atraktivní květy, které obsahují sladké odměny za hmyz, který přenáší pyl (hlavně mužské spermie rostlin) na jiné květiny, což pomáhá rostlinám se množit. Tato strategie byla tak úspěšná, že kvetoucí rostliny zachytily tropické lesy a svět. Uznání: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Institut Alexandra von Humboldta a Smithsonianův institut pro tropický výzkum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

„Zajímalo nás, jak se tropické deštné pralesy změnily po vážném narušení životního prostředí, jako je efekt Chicxulub, a tak jsme hledali fosilie tropických rostlin,“ uvedla Monica Carvallo, hlavní autorka a postdoktorandka na STRI a University of Del Rosario v Kolumbii. „Náš tým před a po dopadu prozkoumal více než 50 000 záznamů o fosilním pylu a více než 6 000 fosilií z listů.“

Před 125 až 100 miliony let, v době dinosaurů, byla velká část dnešní Kolumbie pokryta lesy, v nichž dominovaly jehličnany a kapradiny. Uznání: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Institut Alexandra von Humboldta a Smithsonianův institut pro tropický výzkum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Ve Střední a Jižní Americe se geologové snaží najít exponované fosilie rozřezáním silnic a dolů před silnými dešti a opět skrytím džungle. Před touto studií bylo málo známo o dopadu tohoto vyhynutí na vývoj kvetoucích rostlin, které nyní dominují americkým tropům.

Carlos Jaramillo, paleontolog pracující pro STRI a jeho tým, většinou kolegové ze STRI – mnozí z Kolumbie – studovali pyl z 39 lokalit včetně výchozů hornin a jaderných ložisek ropy v Kolumbii, aby nakreslili regionální obraz lesů před a po dopad. Pyl a choroboplodné zárodky odebrané ze starších než ovlivňujících hornin ukazují, že v deštných pralesích dominovaly kapradiny a kvetoucí rostliny. Jehličnany, jako jsou příbuzní borovice Kauri a borovice Norfolk Island, které se prodávají v supermarketech kolem Vánoc (Araucariaceae), byly běžné a vrhaly stín na stopy dinosaurů. Po dopadu jehličnany téměř úplně zmizely z tropů Nového světa a převzaly kontrolu kvetoucí rostliny. Diverzita rostlin se neobnovila asi 10 milionů let po dopadu.

Po srážce asteroidů s Mexikem vyhynula téměř polovina předkolízních rostlin. Po dopadu dominují v moderních tropických lesích kvetoucí rostliny. Uznání: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Institut Alexandra von Humboldta a Smithsonianův institut pro tropický výzkum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Fosílie listů řekly týmu hodně o minulém podnebí a místním prostředí. Carvalho a Fabiani Herrera, postdoktorandi z Negaunee Institute for Conservation Science and Work v Chicagské botanické zahradě, vedli studii více než 6 000 vzorků. Ve spolupráci se Scottem Wingem v Národním přírodovědném muzeu Smithsonian Institution a dalšími tým našel důkazy o tom, že předem zasažené stromy tropických lesů byly od sebe vzdáleny, což umožňovalo světlu dosáhnout na lesní půdu. Během 10 milionů let po dopadu byly některé tropické lesy husté, například ty, které se dnes nacházejí, přičemž listy a vinná réva vrhají hluboký stín na menší stromy, keře a byliny pod nimi. Přístřešky tečkované v pre-dopadových lesích s menším množstvím kvetoucích rostlin nesly do atmosféry méně půdní vody než ty, které vznikly miliony let poté.

„Úplně pršelo křídovýLesy však fungovaly jinak, řekl Carvalho.

Moderní Bogota je andské město ve výšce téměř 3000 metrů nad mořem. Ale v paleocénu (10 milionů let po srážce asteroidů) byl pokryt tropickými lesy. Poškození hmyzem na fosilních listech shromážděných poblíž Bogoty vědcům říká, že po dopadu se vybíraví brouci (hmyz, který se živí pouze určitým druhem) stávají méně častými a jsou nahrazeni hmyzem s širší chutí, který může snést mnoho různých rostlin. Uznání: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Institut Alexandra von Humboldta a Smithsonianův institut pro tropický výzkum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Tým nenašel žádné důkazy o luštěninách před událostí vyhynutí, ale poté došlo k velké rozmanitosti a hojnosti luštěninových listů a lusků. Dnes jsou luštěniny převládající rodinou v tropických deštných pralesích a ve spojení s bakteriemi odebírají ze vzduchu dusík a přeměňují ho na hnojivo pro půdu. Výška luštěnin měla významný vliv na cyklus dusíku.

Carvallo také spolupracoval s Conradem Labanderem v Národním muzeu přírodní historie Smithsonian Institution na studiu poškození hmyzu listovými fosiliemi.

Před 66 až 100 miliony let se kvetoucí rostliny začaly diverzifikovat v bažinách a nížinných lesích, kde jsou dnes Andy. Úvěr: Už dávno. Ilustrovaná exkurze paleontologie Kolumbií. Institut Alexandra von Humboldta a Smithsonianův institut pro tropický výzkum. Image Bank (BIA), Alexander von Humboldt Institute.

„Může odhalit poškození hmyzu rostlinami v mikrokosmu jediného listu nebo rozšíření botanické komunity, která je základem struktury potravy v tropickém pralese,“ uvedla Labandeira. „Energie v masě rostlinné tkáně, která prochází potravinovým řetězcem – v konečném důsledku k boasům, orlům a jaguarům – začíná u hmyzu, který tvoří kostru a žvýká, perforuje a saje a putuje do žlučníku a je přenášen rostlinnými tkáněmi.“ Důkazy pro tento spotřebitelský potravinový řetězec začínají různými způsoby. Intenzivní a brilantní, který hmyz konzumuje pro rostliny. “

„Před účinkem vidíme, že různé druhy rostlin mají různá poškození: krmení bylo specifické pro hostitele,“ řekl Carvalho. „Po nárazu jsme téměř u každé rostliny našli stejné typy poškození, což znamená, že výživa byla obecnější.“

Fosilní papíry ze skupiny použité pro tuto studii. Listy se silně živí hmyzem z nového tropického deštného pralesa ve věku 58-60 let ve formaci Bogotá v Kolumbii. Dnes je rodina Spurge jednou z nejhojnějších a nejrozmanitějších rodin nížinného tropického deštného pralesa. Zápočet: Od Monica Carvallo.

Jak následné efekty proměnily řídké tropické lesy bohaté na borovice z doby dinosaurů na dnešní deštné pralesy – vysoké stromy poseté žlutými, fialovými a růžovými květy, kapající orchidejemi? Na základě důkazů z pylu a listů navrhuje tým tři vysvětlení změny, která mohou být všechna pravdivá. Jednou z myšlenek je, že dinosauři udržovali před dopadem otevřené lesy krmením a pohybem po krajině. Druhým vysvětlením je, že popel padá z vlivu oplodněné půdy v tropech, což dává výhodu rychle rostoucím kvetoucím rostlinám. Třetí vysvětlení spočívá v tom, že přednostní vyhynutí jehličnatých druhů vytvořilo příležitost pro kvetoucí rostliny ovládnout tropy.

„Naše studie sleduje jednoduchou otázku: Jak se vyvíjejí tropické deštné pralesy?“ Řekl Carvalho. „Poučení z toho je, že s rychlými poruchami – geologicky – se tropické ekosystémy nejen odrazí; jsou nahrazeny, a proces trvá opravdu dlouho.“

Odkaz: „Zánik na konci křídy a původ moderních tropických deštných pralesů“ od Moniky R Carvalla, Carlose Jaramilla, Felipe de la Bary, Dinari Caballera Rodrigueze, Fabianiho Herreru, Scotta Winga, Benjamina L Turnera, Carlose D. Apollito, Millerlandy Romero-Baez, Paula Narvais, Camilla Martinez, Mauricio Gutierrez, Conrad Labandera, německá Baiona, Milton Rueda, Manuel Baez Reyes, Dyron Cardenas, Alvaro Duque, James L. Crowley, Carlos Santos, 2. dubna, 2021, Věda.
DOI: 10.1126 / science.abf1969

Autoři tohoto článku jsou přidružení k STRI v Panamě, University of Del Rosario Bogota, Kolumbie; University of Montpellier, CNRS, EPHE, IRD, France; University of Salamanca, Španělsko; Colombiano del Petroleo Institute, Bucaramanga, Kolumbie; Botanická zahrada v Chicagu; Národní přírodní muzeum, Washington, DC; University of Florida, My jsme; Federální univerzita Mato Grosso, Cuiaba, Brazílie; Exxon Mobil Corporation, Spring, Texas, Spojené státy; Vědecké a technologické centrum-CONICET, Mendoza, Argentina; University of Chile, Santiago; University of Maryland, College Park, USA; Capital Normal University, Peking, Čína; Corporación Geológica Ares, Bogotá, Kolumbie; Paleoflora Ltda. , Zapatoka, Kolumbie; University of Houston, Texas, USA; Amazonský vědecký výzkumný ústav, SINCHI, Leticia, Kolumbie; Kolumbijská národní univerzita, Medellin, Kolumbie; Boise State University, Boise, Idaho, USA; BP Exploration Co. Ltd. , Spojené království ; A University of Fribourg, Švýcarsko.