這塊“小草化石”藏著青藏高原的秘密

2400萬年前的青藏高原有多高？它的生態環境什么樣？

最近，中國科學院植物研究所王宇飛團隊與古脊椎動物與古人類研究所鄧濤團隊、地球環境研究所劉曉東團隊合作，借助一塊“長著小草的化石”，揭開了青藏高原中部2400萬年間“長高”的秘密。

在采訪中，王宇飛研究員說，這塊“珍寶”般的化石有著難解的“身世之謎”。

2009年，中科院古脊椎所鄧濤團隊在青藏高原進行科學考察，在采集動物化石時，常伴有植物化石。這些可能與植物相關的化石，被分批分次地送到了王宇飛手中。

在眾多化石中，一塊采自青藏高原中部倫坡拉盆地（現西藏那曲市域內）、帶有脈絡清晰的扇形輪廓印痕的化石引起了王宇飛的注意。“在鑒定這塊化石時，起初是有不同認識的，有人認為印痕是昆蟲翅膀，我感覺其中有二歧分支的脈絡，結構和質地都像植物而非動物。”王宇飛說。

是“蟲”還是“葉”？長達十余年的漫長追尋和探索開始了。

排除與證偽是工作的第一步。王宇飛第一時間將化石照片發給了古昆蟲學專家、首都師范大學教授任東，得到“肯定不是昆蟲翅膀，建議在植物圈里找”的回復。之后，借著出訪印度的機會，他又把化石拿給印度的古植物學家們看，將可能的植物范圍進一步縮小到蕨類植物。印度同行認為可能與“鐵線蕨屬”相近。

之后，王宇飛找到蕨類植物分類學家、中科院植物所研究員張憲春，張憲春一下認出這就是蘋屬植物的化石。在查閱大量相關資料的基礎上，對化石的生物特征描述和分類定位研究終于完成。

在中科院植物研究所中國古植物館，這塊蘋屬化石露出“真容”：半個巴掌大的灰白色化石上，一片和指甲蓋差不多大小的扇形痕跡清晰可見。

“這個痕跡就是蘋屬植物4個葉片中的一片，可以看到它獨特的脈絡。”王宇飛解釋，蘋屬植物是一種生長在河、湖岸淺水區或近岸濕地的、株高不超過30厘米的小草本。

王宇飛介紹，2400萬年前，倫坡拉盆地還是一片古湖，“這棵小草當時就生長在平靜的湖邊，后被泥沙掩埋、慢慢沉積在地下，化石才會保存得如此完好、纖毫畢現。”

一株“小草”，怎能量出青藏高原的“身高”？

其實早在20世紀70年代，我國著名植物學家和古植物學家徐仁院士，就曾通過對希夏邦馬峰地區一塊高山櫟化石的古今對比研究，提出了該地區近幾百萬年間出現快速抬升的觀點，并開創了我國利用植物化石研究青藏高原抬升歷史的先河。

“因為有先例，弄清這塊化石究竟是什么后，我們馬上想到了它可以用來測量海拔。”參與此項研究的中科院植物所博士謝淦說。

而和其他植物化石相比，蘋屬化石有著獨特的優勢。“與分布廣泛的高大樹木不同，蘋屬植物就生活在古湖邊。”王宇飛說，它的海拔可視同古湖平面的海拔，因此避免了之前一些研究中，無法明確通過植物化石估測的海拔對標的究竟是青藏高原古垂直山體哪個位置的問題。

通過查閱資料、分析化石同層的花粉組合數據等，研究團隊一步步確定了古湖海拔的上下限，也終于解開了青藏高原中部“身高”的秘密。研究發現，青藏高原中部在2400萬年間“長高”了約1000～1700米。

“這個研究可謂‘十年磨一劍。”王宇飛說，對青藏高原中部2400萬年前高程和景觀的重建，為認識和理解青藏高原抬升動態過程提供了堅實可靠的生物學實證。