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火山作用被低估的海洋岛屿进化驱动力

开心的月饼 2023-08-17 14:05:27 生活常识

木本植物在海洋岛屿上异常常见。拜罗伊特大学的科学家与意大利、英国、挪威和西班牙的研究伙伴一起,现在对这一现象发现了新的解释:随着生物质的木质化,许多原产于海洋岛屿的植物物种保护了自己免受影响火山频繁喷发,大片地区被大量火山灰覆盖。

火山作用被低估的海洋岛屿进化驱动力

木本植物甚至可以在长达半米的灰层中生存。欧洲团队以加那利拉帕尔马岛为例,在npjBiodiversity杂志上提出了其解释方法。

与大陆上的生物相关物种相比,海洋岛屿上大量的木本植物尤其令人惊讶。许多岛屿上的高度木本物种属于以大陆草本植物物种为代表的科和属。查尔斯·达尔文试图通过植物物种之间对阳光的竞争来解释岛上明显的木质结构。

另一方面,近年来的研究指出干旱,植物会通过变得更加木质化来适应干旱。2021年几个月内在拉帕尔马岛发生的强烈火山喷发的影响引发了新的考虑,即火山活动可能与岛屿上频繁发生的火山活动存在进化联系。已在大洋岛屿上重复了数千次。

“拉帕尔马岛塔乔盖特火山的喷发为生物地理学研究提供了独特的机会。多年来,加那利群岛的地质和气候变化已被科学精确地记录下来,因此有关岛屿植被的新观察结果可以很容易地融入到更大的研究中。这项新研究的第一作者、拜罗伊特大学生物地理学系主任CarlBeierkuhnlein教授博士说。

2022年4月,即火山喷发结束四个月后,他和拜罗伊特的研究小组检查了拉帕尔马岛的植被。几乎整个岛屿的表面都覆盖着一层从火山口喷出的火山碎屑灰。岛上总共沉积了超过2000万立方米的火山灰。在陨石坑附近,大片区域的火山灰层高度超过20厘米,附近区域的火山灰层高度超过2米。

令人惊讶的是,大多数木本植物在这次事件中幸存下来。即使在沉积了十厘米到半米高的火山灰层的地区,几周后它们也已经盛开。相比之下,大量的草本植物仍然埋在火山灰下。几乎所有幸存下来的木本植物都是特有的。它们只生长在拉帕尔马岛。总而言之,这些发现构成了生物选择的一个例子:木质被证明是确保海洋岛屿生存和进一步发展的特征。

海洋岛屿在地球历史上经常受到火山喷发的影响,其中一些岛屿至今仍然如此,其植被中特有物种的比例特别高。鉴于目前对拉帕尔马岛的观察,这项新研究的作者认为,木质材料的选择很可能促进了一种生存策略,使火山岛上的植物能够保护自己免受火山灰沉积物的影响。

随着木材在其生物量中所占比例的增加,最初没有稳定结构的草本植物种群经过许多代发展成为特有的木本植物。

“通过我们的新研究,我们不想否认气候条件等其他因素可能有利于并促进海洋岛屿上木本植物的生长。然而,我们对拉帕尔马岛的最新观察和测量支持了这样的假设,即火山作用是一种以前低估了海洋岛屿进化的驱动力。因此,未来应该更精确、更定期地研究火山喷发的生物地理和生态后果,”Beierkuhnlein说。


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