Dòng thời gian thống trị của thực vật hạt kín

Quan điểm thông thường cho rằng thực vật có hoa chỉ là những loài phụ tầm thường trong suốt kỷ Creta và chỉ trở nên thống trị về mặt sinh thái sau sự kiện tuyệt chủng K-Pg cách đây 66 triệu năm, khi động vật có vú phát triển mạnh và bắt đầu phát tán các loại quả lớn . Tập hợp hóa thạch này trực tiếp mâu thuẫn với quan điểm đó. Khu rừng Dori's Tuff đã bị thống trị bởi các cây thực vật hạt kín (bao gồm họ nguyệt quế và cọ) mọc cùng với dương xỉ và tùng bách, với thân cây lớn và tán rừng trưởng thành — điều này có nghĩa là thực vật hạt kín đã đạt được sự thống trị hàng triệu năm trước vụ va chạm tiểu hành tinh .

Kích thước và sự đa dạng của quả và hạt

• Tập hợp hóa thạch chứa hàng trăm hạt và quả (cơ quan phát tán) có kích thước từ hạt nhỏ xíu đến quả mọng nước lớn .
• Trong khi các cơ quan phát tán điển hình của thực vật hạt kín kỷ Creta có kích thước bằng hạt anh túc, thì kích thước trung bình của cơ quan phát tán trong khu rừng này tương đương với một quả việt quất lớn — thể hiện sự gia tăng hơn 100 lần về thể tích .
• Một số hạt có cánh (thích nghi với phát tán nhờ gió), trong khi những hạt khác lớn, mọng nước và giàu dinh dưỡng — phù hợp với phát tán nhờ động vật .
• Sự đa dạng về chiến lược phát tán này trước đây được cho là không tồn tại cho đến sau khi khủng long tuyệt chủng .

Vai trò của khủng long và các động vật kỷ Creta khác trong phát tán hạt

Sự hiện diện của các cơ quan phát tán lớn, mọng nước ngụ ý mạnh mẽ rằng động vật đã đóng vai trò là tác nhân phát tán hạt giống từ rất lâu trước khi động vật có vú thống trị. Các tác nhân phát tán có khả năng bao gồm:

• Khủng long viền diềm (khủng long ăn thực vật ornithischia) — được mô tả trong các hình tái tạo của nghiên cứu đang ăn quả của thực vật hạt kín .
• Động vật có vú đa nang — động vật có vú giống loài gặm nhấm thời kỳ đầu sống cùng thời với khủng long và có thể đã ăn và phát tán hạt .
• Các động vật có xương sống kỷ Creta khác có thể đã mang theo các cơ quan phát tán có cánh hoặc mọng nước .

Phát hiện này thách thức ý tưởng rằng quả lớn và phát tán hạt nhờ động vật chỉ tiến hóa sau sự kiện tuyệt chủng K-Pg để đáp ứng với sự phát triển mạnh của động vật có vú, dơi và chim ăn quả. Thay vào đó, các động vật kỷ Creta — bao gồm cả khủng long — đã tiêu thụ và phát tán hạt của thực vật hạt kín từ 10 triệu năm trước đó .

Phát hiện này thách thức giả định cũ như thế nào

Câu chuyện 'thảm họa' lâu đời cho rằng thực vật hạt kín chỉ tồn tại ở vùng rìa sinh thái cho đến khi tiểu hành tinh dọn đường, và các chiến lược phát tán nhờ động vật với quả lớn chỉ trở nên khả thi sau khi động vật có vú và chim đa dạng hóa vào đầu đại Tân Sinh . Hệ thực vật Dori's Tuff cho thấy:

1. Các khu rừng do thực vật hạt kín thống trị đã tồn tại 10 triệu năm trước khi xảy ra vụ tuyệt chủng. Thực vật đã đầu tư nhiều vào các cơ quan phát tán lớn và hình thành các khu rừng tán rậm rạp .
2. Sự phát tán nhờ động vật đối với quả lớn đã hoạt động trong kỷ Creta. Sự phát tán hạt giống nhờ động vật có xương sống không cần đến sự tuyệt chủng của khủng long hay sự trỗi dậy của các nhóm động vật có vú hiện đại để tiến hóa .
3. Vụ va chạm K-Pg không 'mở khóa' sự thống trị của thực vật hạt kín — nó tái cấu trúc nó. Thực vật hạt kín đã là những 'kẻ chiến thắng'; vụ tuyệt chủng đã thiết lập lại bối cảnh cạnh tranh nhưng không khởi tạo sự trỗi dậy của chúng .

Tác giả chính của nghiên cứu, Jaemin Lee, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại UC Berkeley, cho biết: 'Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng, ít nhất trong một số môi trường nóng ẩm trong kỷ Creta muộn, trước ranh giới tuyệt chủng tới 10 triệu năm, thực vật hạt kín đã đầu tư nhiều nguồn lực hơn vào từng cơ quan phát tán riêng lẻ và hình thành các khu rừng rậm rạp.'

Kết luận: 'Pompeii thực vật' tại Dori's Tuff đã đẩy mốc thời gian thống trị sinh thái của thực vật hạt kín và sự phát tán quả lớn nhờ động vật lùi lại 8–10 triệu năm, trực tiếp mâu thuẫn với ý kiến cho rằng thực vật có hoa chỉ phát triển mạnh sau khi khủng long chết. Khủng long và động vật có vú thời kỳ kỷ Creta đã phát tán những quả thực vật hạt kín có kích thước bằng quả việt quất trong một khu rừng trưởng thành do thực vật có hoa thống trị cách đây 74,6 triệu năm .

Dòng thời gian thống trị của thực vật hạt kín

Quan điểm thông thường cho rằng thực vật có hoa chỉ là những loài phụ tầm thường trong suốt kỷ Creta và chỉ trở nên thống trị về mặt sinh thái sau sự kiện tuyệt chủng K-Pg cách đây 66 triệu năm, khi động vật có vú phát triển mạnh và bắt đầu phát tán các loại quả lớn . Tập hợp hóa thạch này trực tiếp mâu thuẫn với quan điểm đó. Khu rừng Dori's Tuff đã bị thống trị bởi các cây thực vật hạt kín (bao gồm họ nguyệt quế và cọ) mọc cùng với dương xỉ và tùng bách, với thân cây lớn và tán rừng trưởng thành — điều này có nghĩa là thực vật hạt kín đã đạt được sự thống trị hàng triệu năm trước vụ va chạm tiểu hành tinh .

Kích thước và sự đa dạng của quả và hạt

• Tập hợp hóa thạch chứa hàng trăm hạt và quả (cơ quan phát tán) có kích thước từ hạt nhỏ xíu đến quả mọng nước lớn .
• Trong khi các cơ quan phát tán điển hình của thực vật hạt kín kỷ Creta có kích thước bằng hạt anh túc, thì kích thước trung bình của cơ quan phát tán trong khu rừng này tương đương với một quả việt quất lớn — thể hiện sự gia tăng hơn 100 lần về thể tích .
• Một số hạt có cánh (thích nghi với phát tán nhờ gió), trong khi những hạt khác lớn, mọng nước và giàu dinh dưỡng — phù hợp với phát tán nhờ động vật .
• Sự đa dạng về chiến lược phát tán này trước đây được cho là không tồn tại cho đến sau khi khủng long tuyệt chủng .

Vai trò của khủng long và các động vật kỷ Creta khác trong phát tán hạt

Sự hiện diện của các cơ quan phát tán lớn, mọng nước ngụ ý mạnh mẽ rằng động vật đã đóng vai trò là tác nhân phát tán hạt giống từ rất lâu trước khi động vật có vú thống trị. Các tác nhân phát tán có khả năng bao gồm:

• Khủng long viền diềm (khủng long ăn thực vật ornithischia) — được mô tả trong các hình tái tạo của nghiên cứu đang ăn quả của thực vật hạt kín .
• Động vật có vú đa nang — động vật có vú giống loài gặm nhấm thời kỳ đầu sống cùng thời với khủng long và có thể đã ăn và phát tán hạt .
• Các động vật có xương sống kỷ Creta khác có thể đã mang theo các cơ quan phát tán có cánh hoặc mọng nước .

Phát hiện này thách thức ý tưởng rằng quả lớn và phát tán hạt nhờ động vật chỉ tiến hóa sau sự kiện tuyệt chủng K-Pg để đáp ứng với sự phát triển mạnh của động vật có vú, dơi và chim ăn quả. Thay vào đó, các động vật kỷ Creta — bao gồm cả khủng long — đã tiêu thụ và phát tán hạt của thực vật hạt kín từ 10 triệu năm trước đó .

Phát hiện này thách thức giả định cũ như thế nào

Câu chuyện 'thảm họa' lâu đời cho rằng thực vật hạt kín chỉ tồn tại ở vùng rìa sinh thái cho đến khi tiểu hành tinh dọn đường, và các chiến lược phát tán nhờ động vật với quả lớn chỉ trở nên khả thi sau khi động vật có vú và chim đa dạng hóa vào đầu đại Tân Sinh . Hệ thực vật Dori's Tuff cho thấy:

1. Các khu rừng do thực vật hạt kín thống trị đã tồn tại 10 triệu năm trước khi xảy ra vụ tuyệt chủng. Thực vật đã đầu tư nhiều vào các cơ quan phát tán lớn và hình thành các khu rừng tán rậm rạp .
2. Sự phát tán nhờ động vật đối với quả lớn đã hoạt động trong kỷ Creta. Sự phát tán hạt giống nhờ động vật có xương sống không cần đến sự tuyệt chủng của khủng long hay sự trỗi dậy của các nhóm động vật có vú hiện đại để tiến hóa .
3. Vụ va chạm K-Pg không 'mở khóa' sự thống trị của thực vật hạt kín — nó tái cấu trúc nó. Thực vật hạt kín đã là những 'kẻ chiến thắng'; vụ tuyệt chủng đã thiết lập lại bối cảnh cạnh tranh nhưng không khởi tạo sự trỗi dậy của chúng .

Tác giả chính của nghiên cứu, Jaemin Lee, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại UC Berkeley, cho biết: 'Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng, ít nhất trong một số môi trường nóng ẩm trong kỷ Creta muộn, trước ranh giới tuyệt chủng tới 10 triệu năm, thực vật hạt kín đã đầu tư nhiều nguồn lực hơn vào từng cơ quan phát tán riêng lẻ và hình thành các khu rừng rậm rạp.'

Kết luận: 'Pompeii thực vật' tại Dori's Tuff đã đẩy mốc thời gian thống trị sinh thái của thực vật hạt kín và sự phát tán quả lớn nhờ động vật lùi lại 8–10 triệu năm, trực tiếp mâu thuẫn với ý kiến cho rằng thực vật có hoa chỉ phát triển mạnh sau khi khủng long chết. Khủng long và động vật có vú thời kỳ kỷ Creta đã phát tán những quả thực vật hạt kín có kích thước bằng quả việt quất trong một khu rừng trưởng thành do thực vật có hoa thống trị cách đây 74,6 triệu năm .