复原冰河时代的植物群落

“目前没有假说能够完整解释大洪水或者冰期现象，我们必须承认自己忽视了这些地球历史中奇怪、神秘的事件……”

——《大洪水之前的世界》，路易斯•费及耶（Louis Figuier）著，H.W.布里斯托（H.W. Bristow）修订后的第2版。

科学家在论文中描述的某种复活的“32000年前的古冰期植物”，实际上是一种表现型不同的柳叶蝇子草。我们可以通过该植物，管窥冰河时期的干草原生态系统。当时的干草原是一种以独特气候条件和特定植物群落为特征的生态环境，但现在这些植物的生长环境却完全不同。

洪积世（或称冰河世纪）巨大的冰川逐渐入侵陆地。图片来源：F. 昂格尔（UNGER, F. 1851）《原始世界的理想印象》地质与古生物学部分，由泰勒与弗朗西斯（Taylor & Francis）于伦敦出版（本文所用拷贝取自美国地质调查局图书馆，U.S.G.S. library）。

要恢复古地区上的植物群落，有很多种方法。开花植物产生的花粉粒由一种化学性质十分稳定的物质构成——花粉素（Sporopollenin），所以花粉粒通常在沉积物中保存完好（但在土壤中不行）。通过对这些在漫长历史中沉积在湖底或沼泽中的花粉粒进行鉴别和计数，我们能够推断该沉积区过去的植被类型。有时植物碎屑也能够在这种沉积物中保存下来。

很多动物在它们的地洞中运输和保存植物碎屑。前面提到的保存完好的柳叶蝇子草种子，就是在一只古代地松鼠（也称黄鼠）的储藏洞中找到的。除了尝试着把种子种出来以外，叶、花、芽和种子的碎片都能够被鉴定到种，帮助科学家重建地洞主人活动范围内的植被特征。

植物残片或花粉粒还能在动物木乃伊的肠道内含物及粪便化石（coprolithes）中找到。

基于这样的化石证据，人们就能复原某个特定的冰河时期植物群落的面貌，通常有干草原、极地草原、草原苔原、草本苔原、猛犸草原等。目前，“干草原”（steppe）这个词通常指在相对干燥且温暖气候条件下的草原或灌木丛，而“苔原”（tundra）则指乔木和灌木由于低温基本不能生长，整体以草本植物和草地为主的环境。因此“草原苔原”或“猛犸草原”乍看起来就像是两个相互矛盾词语的奇怪组合了。

通过研究猛犸象宝宝木乃伊“柳芭”消化道内保存的物质，我们基本能够复原出4万年前主导欧洲—西伯利亚大陆以及北美大陆的植物群落面貌。

经鉴定，肠道保存下来的物质主要为两种草类——禾本科与莎草科，代表了一种相对开放的环境。还有一些其它可鉴别出的植物种属，包括蒿属——现代多生长于干旱/半干旱环境中的类群；半日花属——同样生长在干旱环境中；以及花葱属——现代产自温和凉爽的北极区域。由于存在松树、云杉、桦树、柳树和桤木等植物的花粉粒，说明那时的北极显然不像现在这样是几乎没有树木的苔原，而是零散分布着不少树林的。

要搞清楚这样的植物群落，很重要的一点就是要注意到现代苔原与冰期干草原的气候差异。冰河时代的全球低温，显著降低了海洋的蒸发量，导致大陆上大片地区为缺少降水（雨或雪）的干旱环境。这使夏天变得十分干旱，且冬天的冰雪覆盖量相对减少；而冰雪恰恰会抑制光合作用，从而限制植物的生长。

现代苔原分布于北纬65°以北的地区，以夏季短暂且正午太阳高度角很低为特征。在冰河时代，猛犸草原可延伸到北纬45°。在这里，正午太阳高度角相对高了很多，阳光也强烈很多，因此光合作用效率更高，尽管气温较低，但植物也能生长得很好。

猛犸草原的特征植物群落，是适应冰期各种环境因素共同作用的产物。关于单个植物在这种环境下的适应过程，目前所知甚少。已知的冰期植物柳叶蝇子草，与现代相同种相比，会产生更多的芽，且根的发育更为缓慢。在适宜生长的时间如此短暂且能用于传粉的昆虫如此之少的环境中，开更多的花很可能成为优势。由此可见，活生物组织的发现对于研究植物在古代猛犸草原可能采取的生理适应过程，是一个罕见的宝贵机会。