090811mario，公众号『090811mario』 阅读原文 小行星撞击后的一百万年十年 ·你想不到，生命的恢复能有多迅速。 海洋里，在希克苏鲁伯陨石坑钻出的岩芯中，显示大灭绝初期依旧保存着许多几毫米的生物遗迹化石，这意味着在撞击发生几年后，海底就出现了穴居生物。或许是依靠沉入海底的有机物维持生活，又或许是凭借运气，总之，蠕虫一般的小动物很快就从撞击事件中缓过来了。 （左）岩芯里发现的遗迹化石示意图；（右）希克苏鲁伯陨石坑的各种岩心。图修改自 doi.org/10.1130/G47589.1 陆地上，烧死的、冻死的、饿死的……灰尘还遮蔽了天空，幸存者们似乎还没缓过神来，腐生生物已开始大量激增，不断分解动植物尸体以吸收营养，这是属于真菌的繁盛十年（fungal spike）。 待尘埃飘落，阳光重现，真菌盛宴就迅速散场，K-Pg 边界也只有几毫米的地层能证实这段历史。 ——十年到一千年 ·蕨类世界 一缕阳光穿过黑夜，落在这片空旷的不毛之地，先锋植物出现。 植物若想在恶劣的自然条件中发芽、扎根、繁衍生息，则需要选择孢子。因为孢子量大、体积小，随风飘散，落到哪，哪就是家；而种子植物涉及到授粉和动物传播，灾难后的世界无法满足。 于是，占据优势的孢子植物——蕨类植物发疯似地生长，数量飙升，成为生态系统重要组成部分，这就是「蕨类植物高峰」（fern spike）时期。化石记录也引证了这一现象，在 K-Pg 边界的地层中蕨类孢子相对丰度高达 60% 以上，这是一个蕨类的世界。 大灭绝后的「蕨类植物高峰」时期（注：欧洲白垩纪末海相沉积环境居多，先锋植物是苔藓，但地位和蕨类相似）。图源维基百科 在这里，你偶尔能看到几只老鼠般大小的哺乳动物在蕨叶丛中探头、寻找小虫子，以及几株孤零零的开花植物。用不了多久，这番景象就会被新生命更替。 因为蕨类植物身为生态恢复的先驱分子，在抹去地球第一道伤疤后，很容易被后来的种群排挤掉，所以高分辨率辐射定年和沉积速率计算显示：「蕨类植物高峰」事件的持续时间非常短，大约几十年到一千年，随后蕨类植物的相对丰度便也开始下降。 ——十万年 ·棕榈森林 气温骤升 5.1℃（22.6±3.5℃），生物们感觉暖和了些许——那是印度的德干火山在持续喷发，二氧化碳在大气中累积，温暖了小行星撞击寒冬，为顽强不息的生命进一步扩大栖息地。 德干火山爆发相当于「雪中送炭」，抵御了撞击寒冬。图源 Science 101 第一个生命复苏高峰要来了。 蕨叶丛中冒出一棵棵棕榈树，遮蔽了阳光，迫使蕨类植物褪去野蛮生长，最终棕榈树连成一片森林。这片多样性很低的棕榈森林不久后也将被取代，但它们把树桩、叶片、花朵和花粉粒永远留在了科罗拉多州的地层里。 棕榈树桩、叶片、花朵、花粉粒。图源 DOI: 10.1126/science.aay2268 伴随棕榈林的蔓延，哺乳动物到多样性增加了一倍，体型也恢复到接近大灭绝前的水平。此时，你能看到在森林觅食的不再是「小老鼠」，而是浣熊般大小的 Baioconodon（约 6kg），以及林间各类蓄势待发的开花植物。 Didelphodon 是大灭绝前北美洲已知最大的哺乳类，十万年后出现的 Baioconodon 的体型已接近原先水平。 ——三十～五十万年 ·果仁时期 过去三十万年里，开花植物偷偷发育，多样性稳步增加，如今终于足以打破不平衡的生态系统——以蕨类和棕榈科植物为主的低多样性森林渐渐消失，营养丰富的胡桃科植物出现了，同时也经历了一个小升温。 北美地层中的核桃科果实和花粉化石；图源 DOI: 10.1126/science.aay2268 伴随植物群落的变化，哺乳动物的饮食也发生了一个显著变化，从主要的杂食性 / 食虫性趋于植食性，并演化出更大的前臼齿来啃食胡桃科植物的果仁，不断获取丰富的能量。同时，恐龙的消失也为体型更大、更多样化的哺乳动物打开了大门。 就这样，在胡桃科植物激增和大型肉食性动物消失的环境下，哺乳类边啃果仁边填补恐龙留下的生态位，多样性翻至三倍。而其它一些动物的恢复速度显然要比哺乳类慢，因为它们只是重新占据了自己在灭绝前占据的生态位。 所以，你在森林里既能看见浣熊般大小的 Loxolophus，又能看体重达到 25kg 的Carsioptychus，整体水平已远超大灭绝前夕。 （左）浣熊般大小的 Loxolophus；（右）25kg 的 Carsioptychus 反过来，动物的演化也促进了植物的生长。早期胡桃科植物的果实较小，带有薄翅状附属物，依靠风力播种；现在果实较大且无翅，这意味着在蕨类世界不敢奢望的动物播种，此时已经随处可见。 带有翅膀的果实（翅果）。图源 Alessandro ——七十万年 ·蛋白质时期 在小行星撞击地球后 70 万年的北美地层里（6535 万年前），保存着一个豆荚，一片叶子，是北美迄今为止最古老的豆科植物化石。这不仅意味着植物群落进一步多样化，也意味着哺乳动物进一步飞跃，以及生态系统恢复接近尾声。 豆荚和叶子化石。图源 DOI: 10.1126/science.aay2268 豆科植物富含蛋白质，能为哺乳动物提供新的高热量食物来源，进一步提高哺乳动物的体型和多样性。所以，这时你能看见两种大型植食性哺乳动物，水豚般大小的 Taeniolabis（34 kg），狼一般体型的 Eoconodon（48 kg），它们的体重比小行星撞击事件中幸存的哺乳动物增加了 100 倍。 小行星撞击后的 100 万年。图源 C. BICKEL/SCIENCE 同样，这期间也有一个变暖趋势。由于在每一个变暖期，都伴随着动植物的变化，所以很可能是气候推动了大灭绝后的生态恢复进度。 最后，你是否还记得 70 万年前深海陨石坑里的穴居生物，这会儿，它们已经形成一个成熟的、多层次的大型底栖动物群落。 70 万年间的陨石坑生命发展。图修改自 doi.org/10.1130/G47589.1 这真是一场，来得突然，恢复得快的大灭绝。 （* 以上主要基于北美洲的哺乳类化石序列，因受地理限制，各地区灭绝和恢复模式有差异） 阅读原文
