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新的研究表明，太平洋海岸的海藻森林是支持多种海洋生物的丰富生态系统，它起源于3200万年前，比之前认为的要早得多。 + O" n. q) ]7 }& [8 {4 M4 H" n! F
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这些古老的海藻森林为现已灭绝的索齿兽动物提供了食物，并先于通常与现代海藻森林有关的海洋哺乳动物、海胆和鸟类。 这一发现凸显了海带生态系统的复杂演变，显着改变了我们对其历史发展和生态意义的理解。
, ^( m4 I) e) v1 V 海藻森林的早期起源
$ l: p3 ~* c# O- T 太平洋沿岸独特的水下海藻森林支撑着一个多样化的生态系统，这个生态系统被认为是在过去的1400万年里与海藻一起进化的。 0 G# S \% A8 o" `/ s
但一项新的研究表明，3200多万年前，海藻在西北海岸附近蓬勃发展，远远早于现代海洋哺乳动物、海胆、鸟类和双壳类动物的出现，这些动物今天以森林为家。 . Z( [# n: R) a
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这些沿海海藻森林的年龄要大得多，如今是一个丰富的生态系统，支持水獭、海狮、海豹和许多鸟类、鱼类和甲壳类动物，这意味着它们可能是一种古老的、现已灭绝的哺乳动物的主要食物来源。这种河马大小的食草动物被认为与今天的海牛、海牛及其陆地近亲大象有关。
( o; `8 B; S; s( l" R; N6 D% ?' L 古代基础和现代发现 ! ~0 @5 X8 `$ h
加利福尼亚大学伯克利分校综合生物学教授、古植物学家辛迪·罗伊说：“人们最初说，‘我们不认为在1400万年前那里有海藻，因为与现代海藻森林有关的生物还没有出现。’现在，我们证明了海藻在那里，只是你期望与它们相关的所有生物都没有。这并不奇怪，因为你首先需要整个系统的基础，然后才能出现其他东西。” 9 `( Y) i; N% g, u6 D
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本周发表在《美国国家科学院院刊》上的报告显示，新发现的海藻支架化石证明了更古老的海藻森林。支架是海藻的根状部分，可以将海藻固定在海底的岩石或岩石生物上。茎杆附着在支架上，支撑叶片，由于有气囊，叶片通常漂浮在水中。
. _. s! U8 n; P j 洛伊的同事斯蒂芬·基尔（Steffen Kiel）将这些仍然抓着蛤蜊、包裹着藤壶和蜗牛的化石的年代定在3210万年前的新生代中期，从6600万年前一直延续到现在。已知的最古老的海藻化石，由一个气囊和一个类似于今天巨藻的叶片组成，可追溯到1400万年前，现收藏于加州大学古生物博物馆（UCMP）。 9 K3 Q2 M) K- j$ E1 K
来自化石记录的进化见解 * B6 [, U5 B9 w% D
该论文的第一作者、斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的高级策展人基尔说：“我们的研究结果很好地证明了海藻是一种神秘的海洋哺乳动物 —— 索齿兽的食物来源。这是新生代哺乳动物中唯一在新生代灭绝的目。长期以来，海藻一直被认为是这些河马大小的海洋哺乳动物的食物来源，但缺乏实际证据。我们的坚持表明，海藻可能是候选者。” % M! ]0 q$ V' T3 ?
基尔和罗伊是这篇论文的资深作者，也是UCMP古植物学馆长，他们认为这些早期的海藻森林可能没有大约1400万年前进化的森林那么复杂。在太平洋沿岸的新生代晚期发现的化石表明，那里有大量的双壳类动物 —— 蛤蜊、牡蛎和贻贝 —— 鸟类和海洋哺乳动物，包括与海牛有亲缘关系的海牛和已灭绝的、像熊一样的海獭的祖先，被称为“獭犬熊（Kolponomos）”。这种多样性在3200万年前的化石记录中是没有的。
8 g8 {1 }+ y0 D' A, l 基尔说：“另一个暗示是，化石记录再次表明，生命的进化 —— 在这种情况下，海藻森林的进化 —— 比仅从生物学数据估计的要复杂得多。化石记录显示，在过去的3200万年里，许多动物出现在海藻森林中，又从海藻森林中消失，而我们今天所知道的海藻森林生态系统只是在过去的几百万年里进化而来的。” - t5 o. z7 ~& e6 y
业余化石猎人的贡献
! `1 K0 U2 j, }3 U 这些化石是由业余化石收藏家詹姆斯·戈德特发现的，他过去曾与基尔共事过。当戈德特打开他在华盛顿奥林匹克半岛詹森溪附近的海滩上发现的四个石瘤时，他看到了看起来像今天海岸常见的海藻和其他大型藻类的残骸。 ( ~9 [+ [- F4 i) p# g0 ?3 H
专门研究无脊椎动物进化的基尔同意这一说法，并随后根据锶同位素的比例确定了岩石的年代。他还分析了双壳类贝壳中的氧同位素水平，以确定这些滞留者生活在比现在略温暖的水中，处于现代海藻林中发现的温度上限。 4 j* n5 U6 y' u b4 |4 B
洛伊联系了合著者杜拉·帕金森，她是劳伦斯伯克利国家实验室先进光源的工作人员，请她帮助用同步辐射X射线断层扫描显微镜（SRXTM）对其中一个化石进行3D X射线扫描。当她仔细检查化石的X射线切片时，她惊讶地看到一个藤壶、一只蜗牛、一只贻贝和一个微小的单细胞有孔虫隐藏在固着物中，此外还有它所栖息的双壳类动物。
! ]) K+ J3 v& R5 ^: T, R( u 然而，洛伊指出，在3200万年前的化石中发现的无脊椎动物的多样性并不像今天在海带中发现的那样高。
: M; B7 {* n: Z: f 洛伊说：“如果你现在去一个海藻生态系统，这些庄园肯定不会像它们现在那样丰富。生活在这些生态系统中的生物的多样化还没有开始。” 9 J* o. Q/ n' L* C
基尔和罗伊计划进一步研究这些化石，看看它们揭示了北太平洋海藻生态系统的进化，以及它与海洋气候系统变化的关系。 ; c# c! h4 i7 g9 [$ h$ B: w: o, t1 i$ R
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