海洋岛屿上木本植物很普遍。拜罗伊特大学的科学家们与意大利、英国、挪威和西班牙的研究伙伴一起,发现了这一现象的新解释:随着生物质木化,许多原生海洋岛屿植物物种保护自己免受频繁火山爆发的影响,火山爆发时,大片区域被火山灰覆盖。
木本植物即使在半米厚的灰层中也能存活。以拉帕尔马的加那利岛为例,欧洲研究小组在《npj生物多样性》杂志上提出了他们的解释方法。
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。许多岛状、高度木本的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树木。
另一方面,近年来的研究指出了干旱,植物会通过变得更木质来适应干旱。新的考虑可能与岛上频繁发生的火山活动存在进化联系,这是由2021年拉帕尔马岛上发生的几个月的严重火山爆发的影响引发的。在地球的历史进程中,这样的喷发在海洋岛屿上重复了数千次。
“拉帕尔马岛Tajogaite火山的喷发为生物地理学研究提供了一个独特的机会。多年来,加那利群岛的地质和气候变化已经被科学精确地记录下来,因此,关于岛屿植被的新观察可以很容易地整合到更大的解释背景中,”这项新研究的第一作者、拜罗伊特大学生物地理学主席Carl Beierkuhnlein教授说。
2022年4月,火山喷发结束四个月后,他和拜罗伊特的一个研究小组检查了拉帕尔马岛上的植被。几乎整个岛的表面都覆盖着一层从火山口喷出的火山碎屑火山灰。总共有超过2000万立方米的火山灰沉积在岛上。在火山口附近,大片地区的火山灰层高度超过20厘米,附近地区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。即使在沉积了一层10厘米到半米高的火山灰的地区,它们也在几周后就盛开了。相比之下,许多草本植物被埋在灰烬下。几乎所有存活下来的木本植物都是当地特有的。它们只生长在拉帕尔马岛上。综上所述,这些发现形成了一个生物选择的例子:木质被证明是确保海洋岛屿上生存和进一步发展的一种特征。
大洋岛屿在地球历史上经常受到火山爆发的影响,其中一些岛屿今天仍然受到火山爆发的影响,它们的植被中特有物种的比例特别高。根据目前对拉帕尔马岛的观察,这项新研究的作者认为,很有可能是树木的选择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的影响。
原本没有稳定结构的草本植物种群,随着木材在其生物量中所占比例的增加,经过许多代发展成为特有的木本植物。
“在我们的新研究中,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,即火山作用是以前被低估的海洋岛屿进化的驱动因素。因此,火山爆发的生物地理学和生态学后果应该在未来更精确和定期地进行研究。”Beierkuhnlein说。
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希望本篇文章《火山:海洋岛屿上被忽视的进化力量》能对你有所帮助!
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