南極洲可能看起來像一片冰凍的沙漠,只有上岸休息的企鵝居住,但它的部分地區是無冰的。一個多世紀前,探險家們驚訝地發現,雖然生命可能無法在那裡繁衍生息,但它以藻類、細菌甚至小動物的形式生存下來,例如。這些生物的祖先可以追溯到岡瓦納大陸的森林,在人類出現之前。
這就提出了一個問題:這些生態系統是如何在這場災難中存活下來的?,當我們知道他們現在居住的許多露頭都被厚厚的冰覆蓋了數萬年之久。南澳大利亞博物館的馬克史蒂文斯博士和莫納什大學的安德魯麥金托什教授的一份新報告稱,解決方案在於被稱為努納塔克的孤立岩石露頭。
以前對跳尾魚的生存及其食物供應的解釋通常依賴於地熱泉。然而,史蒂文斯和麥金托什指出,這些地點很少能保持足夠長的溫暖時間來度過十萬年的冰河期。
而且,這樣的南極臨冬城非常少見。對來自南極洲不同地區的物種的遺傳學進行比較表明,自冰河時代結束以來,這些生命形式並沒有遷徙太遠,大多數都緊緊地貼在當地的土地上,其中很少有附近有火山活動。
史蒂文斯和麥金托什研究了另一種理論;在最後一個冰河時期,陡峭的岩石山峰一直沒有結冰,讓生命得以延續。
馬克史蒂文斯博士站在努納塔克(岩石露頭)上,俯瞰南極洲邁爾斯谷,大部分研究都是在那裡進行的。圖片來源:Stephen Pointing
為了測試這一點,兩人使用了,研究岩石暴露在太空輻射下的時間。近年來,該技術已被證明在確定冰川何時從特定位置退縮方面非常有用。當冰蓋(或沉積物)覆蓋岩石時,輻射無法將某些原子轉變為放射性同位素。透過測量這些同位素的豐度,可以計算出暴露的時間。
史蒂文斯和麥金托什發現,在整個冰河時期,許多努納塔克群島仍然沒有冰。
麥金托什在發給 IFLScience 的聲明中表示:“如今,在距末次盛冰期的無冰區域 100 公里(62 英里)範圍內,都發現了南極洲所有已知的跳尾物種。” “這些物種在當今被冰覆蓋的無冰地區也完全不存在。”
這些地點靠近兩極,海拔通常為 2 公里(1.2 英里),即使在今天,南極的冬天仍然寒冷刺骨,更不用說兩萬年前了。
儘管如此,藻類仍能在夏季在這些條件下進行光合作用並度過冬季。跳尾魚直接以藻類或分解初級生產者的細菌為食。當食物匱乏時,節肢動物能夠使身體乾燥,並至少在 -80°C (112°F) 的溫度下生存。
史蒂文斯告訴 IFLScience,當夏天到來時,努納塔克地區的土壤溫度可能高達 30°C (86°F),跳蟲會茂盛生長。
來自南極洲莫德地的跳尾魚。跳尾種群非常本地化,並且在基因上與附近地區的種群不同。圖片來源:Cyrille D'Haese
生存取決於夏季融水是否靠近雪線邊緣——隨著冰河時期的結束,更快的融化可能有助於物種擴散到新暴露的地區。
這些發現可能對未來和過去都產生重要影響。這項工作或許可以解釋生命是如何在災難中倖存下來的大約6.5億年前的時代。史蒂文斯告訴《IFLScience》; “當然,現在不可能知道那些避難所在哪裡”,因此無法驗證其中的聯繫。儘管如此,努納塔克人為許多人以前認為無法解釋的問題提供了一個可能的解決方案。
史蒂文斯告訴 IFLScience,展望未來,彈尾魚最初可能會受益於氣溫上升,包括隨之而來的水量增加。然而,隨著時間的推移,許多現有的棲息地將被淹沒。史蒂文斯預計; “這一切發生得太快了,它們將無法隨著它們需要的棲息地而移動。”
該研究發表在開放獲取生物學快報