古老恐鳥可能通過吃蘑菇促進(jìn)山毛櫸繁衍。圖片來源：Jamie Wood

 

當(dāng)?shù)谝慌祟愒?00年前登陸新西蘭時，他們并沒有發(fā)現(xiàn)哺乳動物。相反，他們發(fā)現(xiàn)了一種叫做“恐鳥”的巨型鳥類，以及許多其他的本土鳥類物種。很快，人們就把其中許多鳥“吃光了”。

 

現(xiàn)在，通過破譯在鳥類糞便中發(fā)現(xiàn)的古代DNA，研究人員能更清楚地知道這些鳥類物種的滅絕對新西蘭的森林和灌木叢造成的影響。澳大利亞阿德萊德大學(xué)古代DNA專家Alan Cooper表示，研究表明蘑菇和其他真菌是這些已經(jīng)滅絕鳥類飲食的重要部分，并且通過幫助真菌的傳播，恐鳥強(qiáng)有力地塑造了新西蘭的自然景觀?，F(xiàn)在，恐鳥已經(jīng)消失了，“森林有可能失去了一個潛在的主要傳播途徑”。

 

“這篇論文是一個很好的例子，表明了古DNA研究技術(shù)的巨大潛力。”未參與該研究的加拿大麥吉爾大學(xué)生態(tài)遺傳學(xué)家Melania Cristescu說。她對DNA中包含的信息感到驚訝，“研究人員能夠借此識別出種類繁多的物種，并重建已滅絕物種的生態(tài)”。

 

在過去10年里，新西蘭林肯郡土地保護(hù)研究所古生態(tài)學(xué)家Jamie Wood發(fā)現(xiàn)了成百上千的鳥糞化石，這些化石被很好地保存在該國各地的洞穴和淺層沉積物中。早些時候，Cooper和其他人做了一些初步的DNA研究，發(fā)現(xiàn)許多鳥糞化石來自5種已經(jīng)滅絕的恐鳥和鸮鸚鵡—— 一種極度瀕危的鸚鵡。但是相關(guān)數(shù)據(jù)并沒有提供這些鳥類食物的細(xì)節(jié)。

 

從那以后，其他研究已經(jīng)表明，在糞便化石中發(fā)現(xiàn)的更廣泛、高通量的DNA測序有可能揭示更多的信息。例如，研究人員用它深入研究古代美國人的腸道細(xì)菌，并對猛犸象的飲食進(jìn)行分類。

 

因此，Cooper、Wood和新西蘭奧克蘭大學(xué)研究生Alexander Boast，決定詳細(xì)研究23個收集自新西蘭南島8個山毛櫸森林和灌木叢的糞便化石，以獲得更詳細(xì)的信息。這些糞便的年齡從124到1557歲不等。為了比較，研究人員還對活著的幾維鳥、鴕鳥和一些哺乳動物的糞便DNA進(jìn)行了排序。

 

研究人員稱，他們發(fā)現(xiàn)了來自植物、苔蘚、真菌和寄生蟲的各種DNA，這些DNA的分布表明，每個物種都有自己的飲食結(jié)構(gòu)和寄生蟲。從曾經(jīng)的山毛櫸森林中，人們可以了解到更多的種類，而不是灌木叢中的糞便化石。相關(guān)論文近日刊登于美國《國家科學(xué)院院刊》。而且，與從灌木叢發(fā)現(xiàn)的糞便化石相比，山毛櫸森林中的化石更具多樣性。

 

此外，高地恐鳥和南島恐鳥的飲食中有苔蘚和蕨類植物，而其他物種則沒有。高地恐鳥也攜帶了一種寄生蟲，這種生物只能通過吃田螺或水生植物獲得，這表明這個相對較小的鳥類物種關(guān)注那些體型較大的恐鳥忽略的食物。它很可能在高寒地區(qū)尋找食物，水生生物在高海拔的湖泊中生長，盡管那里并沒有發(fā)現(xiàn)糞便化石。

 

令人驚訝的是，真菌DNA是糞便化石中最常見的一種DNA，特別是在山毛櫸森林發(fā)現(xiàn)的糞便中。在這些發(fā)現(xiàn)之前，“對真菌在新西蘭滅絕鳥類的飲食中扮演的角色主要是推測性的。”未參與該工作的土地保護(hù)研究所古生物學(xué)家Janet Wilmshurst說。

 

此外，在糞便化石中發(fā)現(xiàn)的真菌對山毛櫸的生存至關(guān)重要，Cooper認(rèn)為這幫助山毛櫸樹在新西蘭的擴(kuò)張中扮演了重要角色。他指出，山毛櫸森林在新西蘭已發(fā)育良好，但是自然災(zāi)害使一些地方的樹木消失了，而且難以恢復(fù)，這可能是因為缺乏恐鳥的幫助。

 

研究人員表示，弄清這些主要的相互作用可以了解植物、動物和景觀是如何相互連接的，以及它們是如何被保存下來的。例如，它能幫助森林工作者找到新方法傳播這些真菌，并在那些山毛櫸已經(jīng)消失的地方種植新幼苗。（張章）

 

《中國科學(xué)報》 (2018-02-14 第2版 國際)