Asi pred 66 miliónmi rokov došlo k zrážke mohutného asteroidu s takzvaným Yucatánom, ktorý ponoril Zem do tmy. Náraz zmenil tropické dažďové lesy a spôsobil výskyt kvetov.

V súčasnosti sú tropické dažďové lesy horúcim miestom pre biodiverzitu a hrajú dôležitú úlohu vo svetových klimatických systémoch. Nová štúdia bola zverejnená dnes v roku Veda Vrhá svetlo na pôvod moderných dažďových pralesov a môže pomôcť vedcom pochopiť, ako budú dažďové pralesy reagovať na rýchlo sa meniacu klímu budúcnosti.

Štúdia, ktorú viedli vedci zo Smithsonian Tropical Research Institute (STRI), ukázala, že zrážka asteroidov, ktorá ukončila vládu dinosaurov pred 66 miliónmi rokov, spôsobila vyhynutie 45% rastlín v dnešnej Kolumbii, ktorá ustúpila na riziko vyhynutia. Vláda kvitnúcich rastlín v moderných tropických dažďových pralesoch.

Od lesov plných papradí až po lesy plné kvetov: Rastliny začali produkovať atraktívne kvety, ktoré obsahujú sladké odmeny pre hmyz, ktorý prenáša peľ (hlavne mužské spermie rastlín) na iné kvety, čo pomáha rastlinám pri množení. Táto stratégia bola taká úspešná, že kvitnúce rastliny zachytili tropické lesy a svet. Poďakovanie: Hesensko Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Inštitút Alexandra von Humboldta a Smithsonianov inštitút pre tropický výskum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

„Zaujímalo nás, ako sa zmenili tropické dažďové pralesy po vážnom narušení životného prostredia, ako bol napríklad efekt Chicxulub, preto sme hľadali fosílie tropických rastlín,“ uviedla Monica Carvallo, hlavná autorka a postdoktorandka spoločnosti STRI a univerzity v Del Rosario v Kolumbii. „Náš tím pred a po dopade preskúmal viac ako 50 000 záznamov o fosílnych peľoch a viac ako 6 000 fosílií z listov.“

Pred 125 až 100 miliónmi rokov, v ére dinosaurov, bola veľká časť dnešnej Kolumbie pokrytá lesmi, v ktorých dominovali ihličnany a paprade. Poďakovanie: Hesensko Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Inštitút Alexandra von Humboldta a Smithsonianov inštitút pre tropický výskum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

V Strednej a Južnej Amerike sa geológovia snažia nájsť exponované fosílie prerezaním ciest a mín pred silnými dažďami a opätovným skrytím džungle. Pred touto štúdiou sa vedelo len málo o dopade tohto vyhynutia na vývoj kvitnúcich rastlín, ktoré dnes dominujú v amerických trópoch.

Carlos Jaramillo, paleontológ pracujúci pre STRI a jeho tím, väčšinou kolegovia zo STRI – mnohí z Kolumbie – študovali peľ z 39 lokalít vrátane východných hornín a jadier prieskumu ropy v Kolumbii, aby vytvorili rozsiahly regionálny obraz lesov spred a po dopad. Peľ a mikróby získané zo starších ako ovplyvňujúcich hornín ukazujú, že v dažďových pralesoch dominovali paprade a kvitnúce rastliny. Ihličnany, ako napríklad príbuzní borovice Kauri a borovice Norfolk Island, ktoré sa predávajú v supermarketoch okolo Vianoc (Araucariaceae), boli bežné a vrhali tieň na stopy dinosaurov. Po dopade ihličnany takmer úplne zmizli z trópov Nového sveta a prevzali vládu kvitnúce rastliny. Diverzita rastlín sa nezotavila asi 10 miliónov rokov po náraze.

Po zrážke asteroidu s Mexikom vyhynula takmer polovica predkolíznych rastlín. Po dopade dominujú v moderných tropických lesoch kvitnúce rastliny. Poďakovanie: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Inštitút Alexandra von Humboldta a Smithsonianov inštitút pre tropický výskum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Listové fosílie povedali tímu veľa o minulej klíme a miestnom prostredí. Štúdiu na viac ako 6 000 exemplároch viedli Carvalho a Fabiani Herrera, postdoktorandskí výskumníci z Negauneeovho ústavu pre ochranu prírody a prácu v botanickej záhrade v Chicagu. V spolupráci so Scottom Wingom v Národnom prírodovednom múzeu Smithsonian Institution a ďalšími našli tím dôkazy o tom, že vopred ovplyvnené stromy tropického lesa boli od seba vzdialené, čo umožňovalo svetlu dostať sa na lesné dno. Do 10 miliónov rokov po dopade boli niektoré tropické lesy husté, napríklad tie, ktoré sa nachádzajú dnes, a listy a vinná réva vrhali hlboký tieň na menšie stromy, kríky a byliny pod nimi. Baldachýny bodkované v pre-dopadových lesoch s menším počtom kvitnúcich rastlín prenášali do atmosféry menej pôdnej vody ako tie, ktoré vznikli milióny rokov potom.

„Úplne pršalo kriedovýLesy však podľa Carvalha fungovali inak.

Moderná Bogota je andské mesto vo výške takmer 3 000 metrov nad morom. Ale v paleocéne (10 miliónov rokov po zrážke asteroidov) bol pokrytý tropickými lesmi. Poškodenie fosílnymi listami zozbieranými v blízkosti Bogoty hmyzom hovorí vedcom, že po dopade sa štipľavé ploštice (hmyz, ktorý zožerie iba určitý druh) stali menej bežnými a boli nahradené hmyzom s väčšou chuťou, ktorý dokáže zožrať mnoho rôznych rastlín. Poďakovanie: Hesensko Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Inštitút Alexandra von Humboldta a Smithsonianov inštitút pre tropický výskum. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Tím nenašiel žiadne dôkazy o strukovinách pred vyhynutím, potom však došlo k veľkej rozmanitosti a hojnosti strukovinových listov a toboliek. V súčasnosti sú strukoviny v tropických dažďových pralesoch prevládajúcou rodinou a v spojení s baktériami prijímajú dusík zo vzduchu a premieňajú ho na hnojivo pre pôdu. Výška strukovín mala významný vplyv na cyklus dusíka.

Carvallo tiež pracoval s Konradom Labanderom v Národnom prírodovednom múzeu Smithsonian Institution na štúdiu poškodenia hmyzu fosílnymi listami.

Pred 66 až 100 miliónmi rokov sa kvitnúce rastliny začali diverzifikovať v močiaroch a v nížinných lesoch, kde sú dnes Andy. Úver: Dávno. Ilustrovaná exkurzia paleontológie cez Kolumbiu. Inštitút Alexandra von Humboldta a Smithsonianov inštitút pre tropický výskum. Image Bank (BIA), Inštitút Alexandra von Humboldta.

„Môže odhaliť poškodenie rastlín hmyzom v mikrokozme jedného listu alebo rozšírenie botanického spoločenstva, ktoré je základom potravinovej štruktúry v tropickom pralese,“ uviedla Labandeira. „Energia v hmote rastlinného tkaniva, ktorá cestuje potravinovým reťazcom – nakoniec k hroziašom, orlom a jaguárom – začína u hmyzu, ktorý tvorí kostru a prežúva, perforuje a saje a putuje do žlčníka a prenáša sa cez rastlinné tkanivá. Dôkazy o tomto potravinovom reťazci pre spotrebiteľa začínajú rôznymi spôsobmi. Intenzívne a brilantné, ktoré hmyz konzumuje pre rastliny. „

„Pred týmto efektom vidíme, že rôzne druhy rastlín majú rôzne poškodenia: kŕmenie bolo špecifické pre hostiteľa,“ uviedol Carvalho. „Po dopade sme takmer u každej rastliny zistili rovnaké typy poškodenia, čo znamená, že výživa bola všeobecnejšia.“

Fosílne práce zo skupiny použitej pre túto štúdiu. Zeleň, ktorá sa vo veľkej miere živí hmyzom z nového tropického dažďového pralesa vo veku 58 – 60 rokov vo formácii Bogotá v Kolumbii. Rodina Spurge je dnes jednou z najhojnejších a najrozmanitejších rodín nížinného tropického dažďového pralesa. Poďakovanie: od Monica Carvallo.

Ako následné efekty zmenili riedke tropické lesy bohaté na borovice z doby dinosaurov na dnešné dažďové pralesy – vysoké stromy posiate žltými, fialovými a ružovými kvetmi, ktoré kvapkajú orchidey? Na základe dôkazov z peľu a listov navrhuje tím tri vysvetlenia zmeny, pričom všetky môžu byť pravdivé. Jednou z myšlienok je, že dinosaury udržiavali otvorené lesy pred dopadom kŕmením a pohybom po krajine. Druhým vysvetlením je, že popol padá z vplyvu oplodnenej pôdy v celom trópoch, čo dáva výhodu rýchlo rastúcim kvitnúcim rastlinám. Tretie vysvetlenie je, že prednostné vymieranie ihličnatých druhov vytvorilo príležitosť pre dominujúce trópy kvitnúcich rastlín.

„Naša štúdia sleduje jednoduchú otázku: Ako sa vyvíjajú tropické dažďové pralesy?“ Povedal Carvalho. „Ponaučením je, že pri rýchlych geologických poruchách sa tropické ekosystémy nielen odrazia, ale aj nahradia a proces trvá naozaj dlho.“

Odkaz: „Vyhynutie na konci kriedového obdobia a vznik moderných tropických dažďových pralesov“, autori: Monica R Carvallo, Carlos Jaramillo, Felipe de la Bara, Dinari Caballero Rodriguez, Fabiani Herrera, Scott Wing, Benjamin El Turner a Carlos D. Apollito, Millerlandy Romero-Baez, Paula Narvais, Camilla Martinez, Mauricio Gutierrez, Conrad Labandera, Nemec Baiona, Milton Rueda, Manuel Baez Reyes, Dyron Cardenas, Alvaro Duque, James L. Crowley, Carlos Santos, 2. apríla, 2021, Veda.
DOI: 10.1126 / science.abf1969

Autori tohto článku sú pridružení k STRI v Paname, University of Del Rosario Bogota, Kolumbia; Univerzita v Montpellier, CNRS, EPHE, IRD, Francúzsko; Univerzita v Salamance, Španielsko; Inštitút Colombiano del Petroleo, Bucaramanga, Kolumbia; Botanická záhrada v Chicagu; Národné prírodovedné múzeum, Washington, DC; University of Florida, My sme; Federálna univerzita Mata Grosso, Cuiaba, Brazília; Exxon Mobil Corporation, Spring, Texas, Spojené štáty; Vedecké a technologické centrum-CONICET, Mendoza, Argentína; Čilská univerzita v Santiagu; University of Maryland, College Park, USA; Univerzita Capital Normal University, Peking, Čína; Corporación Geológica Ares, Bogotá, Kolumbia; Paleoflora Ltda. , Zapatoka, Kolumbia; University of Houston, Texas, USA; Amazonský vedecký výskumný ústav, SINCHI, Leticia, Kolumbia; Národná kolumbijská univerzita, Medellin, Kolumbia; Boise State University, Boise, Idaho, USA; BP Exploration Co. Ltd. , Spojene kralovstvo ; A univerzita vo Fribourgu vo Švajčiarsku.