古生物周：加拿大北部曾是亚热带天堂

闭上眼睛，想到加拿大，你会想到什么？棕榈树和沙滩？可能不会。你会想到苔原、冰雪，或许还有一场户外冰球比赛？这听起来更像。但科学家们最近发现，在始新世时期，也就是48万年前，加拿大的棕榈树曾在北极温暖的阳光下摇曳生姿。

棕榈科（Arecaceae）是一类古老的单子叶开花植物，以喜温暖气候而闻名。如今，棕榈主要分布于世界各地的热带和亚热带地区，常见于热带雨林，例如中美洲和南美洲。但在寒冷的北纬地区，棕榈却鲜有踪迹。即使是少数耐寒品种，也无法承受常年冰封或持续的低温环境，例如加拿大冬季的大部分地区所经历的严寒。

“由于棕榈树全年保持生理活跃，不经历休眠期且含水量高，因此它们无法在长期冰冻或严重霜冻的地区生长，”Siver及其同事在发表于某特刊的论文中解释道。 Annals of Botany 在“化石在重建植物进化中的作用".

因此，这些生长限制为我们更好地了解过去的生态景观提供了一个绝佳的机会，因为如果在某个地区（即使是现代非常寒冷的地区）发现棕榈化石，这就能很好地表明过去气候条件较为温暖。

Siver 及其同事写道：“这种强烈的环境偏好已被用于重建比现在温暖得多的过去气候，这些气候出现在目前年平均气温低于 10°C、最冷月平均气温约为 -10°C 的地区，例如俄罗斯东北部、阿拉斯加中南部、加拿大艾伯塔省中部以及怀俄明州、犹他州和科罗拉多州。”

为了寻找棕榈树，西弗及其同事寻找植物硅酸体的特殊化石。植物硅酸体，又称“植物石”，是植物根系从土壤中吸收二氧化硅后，将其沉积在细胞内或细胞外特定位置时形成的微小结构。从生物学角度来看，植物硅酸体被认为具有增强植物自身强度、抵御食草动物或致病真菌的作用。植物死亡后，这些植物硅酸体会留在土壤或水生沉积物中。

植物硅酸体的形状因物种而异，这很有帮助，它可以作为特定植物类群（例如棕榈树）的诊断特征。这意味着如今的化石猎人可以利用它们来了解世界各地过去的气候和生态系统。

Siver 及其同事写道：“棕榈树经常产生大量的植物硅酸体，尤其是在叶片组织中，这些硅酸体可以用于族甚至属的鉴定。”他们还补充说，“或许更重要的是，化石沉积物中棕榈树植物硅酸体的存在可以有效地用于推断冬季平均气温是否高于冰点。”

西弗及其同事在加拿大北极圈附近的长颈鹿地区（北纬64.73°，西经109.75°）开展了研究。该地区的沉积物由火山喷发和随后的沉积作用形成。他们从该地区取样了一根长163米的金刚石钻芯，作为化石搜寻的标本。沉积层的年龄通过放射性测年法测定，其中目标沉积物的年龄为48万年前，即始新世早期晚期。研究人员采用化学方法从岩石基质中提取了微体化石，并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对其进行了分析。

将植物硅酸体化石与活棕榈树的植物硅酸体进行了比较（棕榈扶芳藤）并发现它们高度相似，证实它们来自古代棕榈树种。

Siver 及其同事写道：“在岩芯 37 米长的 45 个地层的泥岩中发现了棕榈植硅体。”

此外，还有各种暖水生物，包括目前仅在新热带区和非洲热带区发现的一种海绵（加拿大河马), 热带特有的藻类（孟加拉国的马洛莫纳斯），一种仅在北卡罗来纳州沿海地区冬季没有冰的池塘中发现的相关藻类（多钩针草 波科西纳斯）和五种新的硅藻物种（放线菌在钻石核样品中发现了与棕榈植硅体一起出现的、形态与如今仅在热带和亚热带地区发现的植硅体相似的物质。  

基于这些发现，Siver 及其同事证实了始新世早期晚期北纬 65° 附近存在温暖的亚热带气候，并将古代棕榈树的已知分布范围扩展到了加拿大的亚北极地区。

他们总结道：“棕榈植硅体的存在表明，始新世早期晚期该地区气候温暖，尽管冬季漫长而黑暗，但寒冷月份的平均气温仍高于冰点。”

因此，虽然你可能不会预订去今天的加拿大北部海滩度假，但沙滩上仍然埋藏着一丝热带风情。

阅读文章Siver, P.、Reyes, A.、Pisera, A.、Buryak, S. 和 Wolfe, A. (2025) 加拿大亚北极地区的棕榈植硅体表明，48 万年前的始新世早期冬季没有冰。 Annals of Botany。 可在： https://doi.org/10.1093/aob/mcaf021.

封面图片：泰国阁马克岛，现代热带天堂。来源： 维基共享资源 / 维亚切斯拉夫·阿尔根伯格