在整个进化史上,一个植物进化枝一次又一次地出现并经历了它的“阳光下的时刻”,而另一个植物进化枝则永久衰落。 这被称为进化枝替换。 因为影响一个群体成败的因素是 多而复杂,很难断定两者之间的竞争是否是导致更替的原因,即使两者占据相同的栖息地或生态位。

一个非常广泛的进化枝替换的例子是裸子植物的衰落以及被子植物的迅速崛起。 这一转变是在气候变冷的背景下发生的,考虑到当时裸子植物是热带生态系统的主要组成部分,气候变冷可能也是一个关键因素。 此外,在裸子植物占主导地位的时代发生了几起大规模灭绝事件,可能对它们产生了负面影响。 究竟是气候变化、大规模灭绝、与开花植物的竞争,还是三者的结合导致了裸子植物的衰退,已被证明很难明确证明。
在发表于 诉讼中的国家科学院院士,主要作者 Fabien Condamine 及其同事使用化石和分子系统发育证据来权衡可能的驱动因素的影响 裸子植物衰退,使用针叶树作为裸子植物的代理。 针对不同场景的模型进行了评估,以最适合针叶树物种形成和灭绝率的数据。
研究人员发现,即使在被子植物兴起之前,针叶树的多样化率也很低。 法国国家科学研究中心的研究科学家康达明推测,这可能是由于它们生长缓慢、成熟时间长,导致适应潜力较低。 从白垩纪中期(100 到 110mya)开始,针叶树灭绝率显着增加,此后一直保持较高水平,超过新生代的物种形成率并导致净下降。
尽管全球变冷——特别是始新世-渐新世变冷事件——似乎确实显着影响了针叶树的灭绝率,但这个因素 最先进的 对它们的衰落有影响的似乎是被子植物的物种形成。 大规模灭绝事件似乎并不是一个主要因素。 “[W]e 从化石和系统发育数据中发现了非常一致的信号,这两者都为被子植物驱动的灭绝模型提供了强有力的支持。 因此,我们的结果表明,被子植物的白垩纪兴起,延伸到新生代,确实对针叶树的多样化产生了很大影响,”作者写道。
如今,超过三分之一的针叶树物种面临灭绝的威胁,这种谱系更替是否仍在继续?康达明说:“根据对当代森林的时间序列调查,开花植物似乎正在取代针叶树,尤其是在北部高纬度地区。”
但在人类世,人类的威胁比花朵更大。 “活的针叶树通常适应寒冷的气候,但最近人类介导的变暖速度太快,针叶树无法做出反应,”他说。 “也许针叶树比以往任何时候都更加濒临灭绝,我非常担心它们在当前全球背景下的未来。”