Tropiska regnskogar idag är hotspots för biologisk mångfald och spelar en viktig roll i världens klimatsystem. En ny studie publicerad idag i Vetenskap belyser ursprunget till moderna regnskogar och kan hjälpa forskare att förstå hur regnskogar kommer att reagera på ett snabbt föränderligt klimat i framtiden.

Studien som leds av forskare vid Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) visar att asteroidpåverkan som slutade dinosauriernas regeringstid för 66 miljoner år sedan också fick 45% av växterna i det som nu är Colombia att utrotas, och det gjorde plats för blommande växters regeringstid i moderna tropiska regnskogar.

"Vi undrade hur tropiska regnskogar förändrades efter en drastisk ekologisk störning som Chicxulub -påverkan, så vi letade efter tropiska växtfossiler, "sa Mónica Carvalho, första författare och gemensam postdoktor vid STRI och vid Universidad del Rosario i Colombia. "Vårt team undersökte över 50, 000 fossila pollenrekord och mer än 6, 000 bladfossiler från före och efter påverkan. "

I Central- och Sydamerika, geologer rusar för att hitta fossiler som utsätts för vägskärningar och gruvor innan kraftiga regn sköljer bort dem och djungeln döljer dem igen. Innan denna studie, lite var känt om effekten av denna utrotning på utvecklingen av blommande växter som nu dominerar de amerikanska tropikerna.

Carlos Jaramillo, personal paleontolog på STRI och hans team, mestadels STRI -stipendiater - många av dem från Colombia - studerade pollenkorn från 39 platser som inkluderar klippor och kärnor som borrats för oljeutforskning i Colombia, att måla en stor, regional bild av skogar före och efter påverkan. Pollen och sporer från stenar som är äldre än påverkan visar att regnskogar var lika dominerade av ormbunkar och blommande växter. Barrträd, såsom släktingar till Kauri -tall och Norfolk Island -tall, säljs i stormarknader vid jul (Araucariaceae), var vanliga och kastade sina skuggor över dinosauriespår. Efter påverkan, barrträd försvann nästan helt från tropikerna i den nya världen, och blommande växter tog över. Växtdiversitet återhämtade sig inte på cirka 10 miljoner år efter påverkan.

Bladfossiler berättade för teamet mycket om det tidigare klimatet och den lokala miljön. Carvalho och Fabiany Herrera, postdoktor vid Negaunee Institute for Conservation Science and Action vid Chicago Botanic Garden, ledde studien av över 6, 000 exemplar. Arbetar med Scott Wing vid Smithsonian's National Museum of Natural History och andra, laget fann bevis för att tropiska skogsträd före påverkan var långt ifrån varandra, så att ljuset når skogsgolvet. Inom 10 miljoner år efter påverkan, några tropiska skogar var täta, som idag, där löv av träd och vinstockar kastar djup skugga på de mindre träden, buskar och örtväxter nedanför. De glesare baldakinerna i skogarna före påverkan, med färre blommande växter, skulle ha flyttat mindre markvatten till atmosfären än de som växte upp under miljontals år efteråt.

"Det var lika regnigt i Krita, men skogarna fungerade annorlunda. "sa Carvalho.

Teamet hittade inga bevis på baljväxter före utrotningshändelsen, men efteråt fanns det en stor mångfald och ett överflöd av baljväxter och baljor. I dag, baljväxter är en dominerande familj i tropiska regnskogar, och genom föreningar med bakterier, ta kväve från luften och förvandla det till gödselmedel för jorden. Uppväxten av baljväxter skulle ha påverkat kvävecykeln dramatiskt.

Carvalho arbetade också med Conrad Labandeira vid Smithsonians National Museum of Natural History för att studera insektsskador på bladfossilerna.

"Insektsskador på växter kan avslöja i mikrokosmos av ett enda blad eller vidden av ett växtsamhälle, basen av den trofiska strukturen i en tropisk skog, "Sa Labandeira." Den energi som finns i massan av växtvävnader som överförs upp i näringskedjan - i slutändan till boas, örnar och jaguarer - börjar med de insekter som skelett, Tugga, sticka och suga, mina, gall och bar genom växtvävnader. Beviset för denna konsumentkedja börjar med alla de olika, intensiva och fascinerande sätt som insekter konsumerar växter. "

"Innan påverkan, vi ser att olika typer av växter har olika skador:utfodring var värdsspecifik, "Carvalho sa." Efter påverkan, vi hittar samma typ av skador på nästan alla växter, vilket betyder att matning var mycket mer generalistisk. "

Hur förändrades eftereffekterna av påverkan glesa, barrrika tropiska skogar i dinosaurietiden till dagens regnskogar-höga träd prickade med gula, lila och rosa blommor, droppar av orkidéer? Baserat på bevis från både pollen och blad, laget föreslår tre förklaringar till förändringen, som alla kan vara korrekta. En idé är att dinosaurierna höll skogar med förkonsekvens öppna genom att mata och röra sig genom landskapet. En andra förklaring är att fallande aska från stötberikade jordar i hela tropikerna, ger en fördel till de snabbast växande blommande växterna. Den tredje förklaringen är att förmånlig utrotning av barrträarter skapade en möjlighet för blommande växter att ta över troperna.

"Vår studie följer en enkel fråga:Hur utvecklas tropiska regnskogar?" Sa Carvalho. "Lärdomen som lärs här är att vid snabba störningar - geologiskt sett - tropiska ekosystem inte bara studsar tillbaka; de ersätts, och processen tar riktigt lång tid. "