世界最古老的苔蘚比恐龍更長壽,但可能無法在氣候變化中倖存

世界最古老的苔蘚在地球不斷變化的地貌中存活了超過 4 億年,但氣候變化發生的速度超過了它的適應能力

close up of green moss.

塔卡基亞苔蘚是世界上已知最古老的苔蘚。它的生存正受到快速變化的氣候的威脅。

氣候電訊 | 近 4 億年來,世界最古老的苔蘚在地球不斷變化的地貌中倖存了下來。

塔卡基亞,科學家們這樣稱呼這個屬,它經歷了冰河時代和大規模物種滅絕,並忍受了一個又一個自然變暖和冷卻的時代。它比恐龍更長壽,並且在第一批哺乳動物行走在地球上時就已存在。

甚至在 5000 萬年前喜馬拉雅山的劇烈誕生期間,噹噹時的島嶼印度撞擊亞洲並將山脈從地面抬升起來時,這種苔蘚也倖存了下來。它今天仍然生長在那裡,在高山之巔,在地球上最寒冷和最惡劣的環境之一中。


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然而,塔卡基亞 可能終於遇到了對手。人為造成的氣候變化正在以快於其適應能力的速度提高全球氣溫,威脅著這種柔軟的綠色苔蘚走向滅絕。

科學家警告說,如果全球氣溫繼續以目前的速度攀升,它可能會在 100 年內從喜馬拉雅山消失。

這是在喜馬拉雅山邊緣的冰雪覆蓋的青藏高原上進行十多年連續研究得出的黯淡結論。科學家們在《細胞》雜誌上發表了他們的研究結果,警告說在“近 4 億年的進化和韌性之後,這個物種現在正面臨滅絕”。

青藏高原是地球上今天塔卡基亞 存在的少數幾個地方之一,也是其兩個物種——它只有兩個物種——在同一地點共存的唯一地點。在北美洲西部、日本和東亞其他地區的偏遠角落也可以找到其中一種或另一種物種。

150 多年來,它一直是科學界感興趣的來源。塔卡基亞 是科學家威廉·米滕在 1860 年代初期在喜馬拉雅山發現的——但他當時並不確定它是什麼。他起初認為它可能是一種苔類植物,一種類似於苔蘚但又與苔蘚不同的生物。

直到 1990 年代,科學家們才意識到塔卡基亞 實際上是一種苔蘚。然後,他們以科學家 Noriwo Takaki 的名字重新命名了它,Noriwo Takaki 是認識到其獨特特徵的研究人員之一。

從那時起,科學家們拼湊出了這種生物有多麼特殊。分子研究表明,塔卡基亞 可能在大約 3.9 億年前從其早期現已滅絕的進化祖先中分離出來。這意味著它很可能比科學已知的任何其他陸地植物在地球上存在的時間都長。

從外表上看,它在數百萬年裡沒有太大變化。有史以來發現的最古老的塔卡基亞 化石可以追溯到 1.65 億年前——它看起來與覆蓋喜馬拉雅山的現代塔卡基亞 非常相似。

2005 年,來自中國的研究團隊在青藏高原南部的一個角落發現了塔卡基亞 種群,它坐落在海拔 13,000 英尺以上的地方。研究人員決定在該地區建立一系列研究站點,每年訪問兩次,並收集有關土壤成分、溫度和其他環境資料的資訊。

在位於中國西藏波密縣的高瓦隆東冰川附近,海拔 3,800-4,400 米的塔卡基亞野外研究點的地貌景觀。圖片來源:Dr. Ruoyang Hu/首都師範大學,中國北京

該地區的溫度已經升高了幾十年。但研究團隊發現,2010 年至 2021 年間,氣溫急劇上升,平均每年上升約 0.77 華氏度。根據研究合著者、德國弗萊堡大學植物生物技術教授拉爾夫·雷斯基的說法,這是世界上如此高海拔地區有記錄以來最快的溫度升高。

他指出,一些植物能夠適應高海拔地區變暖的溫度,隨著時間的推移,向山上更高的地方退去。但雷斯基說,“塔卡基亞 可能無法做到這一點”——至少,速度不夠快,無法跟上人為造成的氣候變化。

研究團隊發現,自 2010 年以來,該地區塔卡基亞 種群已經每年下降約 1.6%。

該團隊仍在努力弄清楚為什麼塔卡基亞 在經歷了數百萬年的環境變化後,如此難以應對現代變暖——但他們有一些想法。

在進行基因分析後,他們發現它高度適應其生長的惡劣高海拔條件。它非常適應寒冷,並且還進化出能夠承受來自太陽的強烈紫外線輻射——這是高海拔地區的特徵,那裡的空氣更稀薄。

塔卡基亞 可能在大約 5000 萬年前喜馬拉雅山隆隆作響的隆升過程中迅速發展出這些適應性。

“我們的分析結果表明,塔卡基亞的進化速度遠快於該地區調查的其他苔蘚,”研究合著者、中國首都師範大學生物學教授、在青藏高原建立研究點的研究團隊負責人何一坤在給E&E 新聞的電子郵件中說。

科學家們推測,然而,其非凡的進化現在可能正在對其產生不利影響。塔卡基亞 如此高度適應其環境,而且該地區升溫如此迅速,以至於它可能比專業化程度較低的植物更掙扎。

如果全球氣溫持續上升,那麼 3.9 億年的進化歷史可能會突然從地球表面消失。

為了解塔卡基亞 正在發生什麼——不僅在喜馬拉雅山,而且在世界其他地方——還有很多工作要做。雷斯基建議,未來的研究應該在加拿大或日本等地尋找塔卡基亞 種群,以調查它們在氣候變暖的情況下表現如何。

與此同時,研究團隊正在實驗室環境中培育更多的塔卡基亞。並且它正在進行一個實驗專案,將塔卡基亞 移植到青藏高原更高海拔的新地點,以觀察它的生存狀況。

與此同時,世界各國領導人正在努力阻止氣候變化,並將全球氣溫控制在比工業化前水平高出 1.5 或 2 攝氏度的範圍內,這是《巴黎氣候協定》的主要目標。

目前尚不清楚這些目標是否足以拯救塔卡基亞。但它目前的困境帶來了一些關於人類正在對地球造成的快速變化的重要教訓——以及阻止這些變化的額外推動力。

雷斯基說:“塔卡基亞 見證了恐龍的興衰,見證了我們人類的到來,現在我們可以從這種苔蘚植物中學到一些關於韌性和滅絕的知識。” “你可以回顧我們生命的整個歷史,也可以展望未來。從這個角度來看,這非常有趣,因為它給了我們希望,我們可以做些什麼。”

轉載自E&E 新聞,經 POLITICO, LLC 許可。版權所有 2023 年。E&E 新聞為能源和環境專業人士提供重要新聞。

切爾西·哈維氣候電訊報道氣候科學。她追蹤研究人員提出的重大問題,並解釋了關於全球氣溫的已知資訊以及需要了解的資訊。切爾西於 2014 年開始撰寫關於氣候科學的文章。她的作品曾發表在《華盛頓郵報》、《大眾科學》、《男士雜誌》 等刊物上。

更多作者:切爾西·哈維

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