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恐龍滅絕如何間接塑造了我們果食性祖先的演化?

植食性的蜥腳類恐龍曾是生態系統的工程師,牠們透過推倒樹木和大量攝取植被,深刻改變了環境。約6600萬年前的白堊紀末期大滅絕後,森林重新茂密生長,遮蔽了陽光,導致地面層的植物難以獲得充足光照。經過數代演化,這促使大型種子和果實的出現,這些果實最終成為許多動物,包括我們靈長類祖先的主要食物來源。北亞利桑那大學的科學家們最新研究提供了支援這一理論的機制性證據。

北亞利桑那大學的Christopher Doughty教授表示:「乍看之下,恐龍滅絕導致森林底層變暗似乎無關緊要,但這可能直接促成了我們果食性靈長類祖先的演化。」

在6600萬年前,當地球上仍存在龐大恐龍時,植物的種子平均尺寸較小,果實也相當罕見。恐龍滅絕後,種子和果實的尺寸呈指數級增長。研究人員推測,這可能是因為在更密集的森林中,樹木為了爭奪陽光而長得更高更快,而從較大種子生長的樹木在競爭中佔據了先機。

此外,植物投資於豐盛美味的果實,使其更容易被動物攝取和傳播,從而幫助植物繁榮。然而,這一理論過去缺乏足夠的證據支援。

為瞭解決這個問題,Doughty教授及其團隊建立了一個模型,模擬種子和果實尺寸如何隨著恐龍滅絕後森林底層變暗而增加,並與過去6500萬年的種子尺寸趨勢相匹配。他們結合了關於大型動物如何影響森林結構、種子如何成長為幼苗以及動物尺寸隨時間變化的最新理解。

模型準確地複製了種子和動物尺寸隨時間變化的趨勢。然而,當他們繼續執行模型時,結果卻令人驚訝。資料指向化石記錄中的一個神秘現象:約3500萬年前,種子尺寸開始縮小,因為陸地動物再次變得足夠大,對森林產生了類似恐龍的影響,儘管規模較小。

Doughty教授解釋:「我們的模型預測,這些動物會開啟森林,讓足夠的陽光進入底層,使得較大的種子不再比小種子更具優勢。種子尺寸增加的演化壓力開始減弱。」

北亞利桑那大學的博士生Benjamin Wiebe表示:「這些結果提供了一個驚人的例子,說明大型恐龍及其最終滅絕不僅塑造了當時的環境,還觸發了數百萬年來生態系統的連鎖效應。」

他補充道:「下次當你吃水果或思考『我為什麼在這裡』時,不妨想想恐龍滅絕的影響!」

另一個變化發生在約5萬年前,當時另一場大滅絕事件消滅了猛獁象等史前哺乳動物。沒有這些生態系統工程師,森林底層再次變暗,模型預測種子尺寸會因這些動物的缺席而長期增加。

該團隊的研究論文已發表於《古生物學》期刊。