南澳大利亞州Nilpena Ediacara國家公園:守護野生動植物進化史
75年前,地質學家雷金納德·斯普里格(Reginald Sprigg)在埃迪卡拉山脈的巖層中發(fā)現(xiàn)了一個奇形怪狀的印記。該地區(qū)距離南澳大利亞州阿德萊德以北6小時車程,除了地質學家,大多數人都會將這里描述為一片貧瘠之地:土地破碎呈鐵銹色,植被矮小,夏日的酷熱甚至能融化瀝青。斯普里格發(fā)現(xiàn)的化石形狀奇特,如同煎餅一般,表面布滿如棕櫚葉脈般的棱紋。這些化石,實際上是古老生物在沙地上留下的痕跡。
斯普里格當時并不知道,他無意中發(fā)現(xiàn)了地球上迄今為止復雜多細胞動物生命最古老的化石證據。這個低矮的山丘因其化石的發(fā)現(xiàn),后來成為了一個新地質時期的命名依據——埃迪卡拉紀(Ediacaran,或稱震旦紀)。這些化石將成為我們理解地球生命演化的重要轉折點。
如今,該遺址被稱為Nilpena Ediacara國家公園。2020年,在大自然保護協(xié)會(TNC)的協(xié)助下,南澳大利亞州政府從之前的私人土地所有者手中收購了該地區(qū)的大片土地。國家公園的建立不僅確保了化石寶藏的安全,還保護了這片土地上的瀕危林地棲息地、瀕危野生動植物以及原住民的文化遺址。在這里,過去與現(xiàn)在的生物多樣性和諧共存,袋鼠和鬣蜥在它們祖先的化石上曬太陽。
在弗林德斯山脈地區(qū)的最高點——圣瑪麗峰上,一名女性正靜靜地等待著日出的到來。? Andrew Peacock/Tandem Stock
加州大學河濱分校古生物學家瑪麗·德羅瑟(Mary Droser)在尼爾佩納研究化石已有20多年。她表示:“這個地方捕捉到了動物生命的黎明——那是地球上動物最初多樣化的時代,展現(xiàn)了生物們以各種方式運動和繁殖的奇妙景象。這是一片非凡之地,這里的生物已經存在了5億年之久。然而,這個龐大的數字并不足以形容這片土地的真正非凡之處。”
德羅瑟解釋道,在大約6.35億到5.41億年前的埃迪卡拉紀,澳大利亞內陸的這片區(qū)域是一片淺海。地球上最早的動物在這片海洋底部的有機淤泥上穿梭。偶爾,海面上會刮起風暴,沖刷來的沉積物會沉淀下來,形成一層新沙,許多生物因此被原地掩埋。對于古生物學家來說,這種微生物墊和新鮮沙子的分層結構使尼爾佩納成為一個非同尋常的化石遺址。
德羅瑟說:“這些有機墊在風暴之間起到了分隔作用,就像我們在買牛排時,中間的那張紙使得它們容易分開一樣。我們挖掘海床,翻轉它們,重建了大片的海底。這些化石層,就像是埃迪卡拉海的真實抓拍。”
與地球的地質歷史相比,埃迪卡拉紀的長度不到1億年,相對較短,但對進化來說卻是一個關鍵的時期。在此之前,地球上只有微生物群和藻類等簡單的生命形式。在埃迪卡拉紀,植物和動物開始發(fā)展出構成寒武紀時期和最終現(xiàn)代生命的基本結構。? Zoe Keller
德羅瑟和她的團隊在尼爾佩納的巖石中發(fā)現(xiàn)了十幾個新的屬。多年來,尼爾佩納地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了形似葡萄干的阿滕博瑞特(以著名自然學家大衛(wèi)·阿滕伯勒爵士命名),和被稱為奧巴姆斯·科羅納圖斯(Obamus coronatus)的化石,這種小而圓的化石外形酷似編織的面包,以美國前總統(tǒng)奧巴馬的名字命名。“很多新發(fā)現(xiàn)都是在我們俯身跪地挖掘的時候出現(xiàn)的,面對它們,我們總是充滿新奇。”
尼爾佩納是世界上為數不多盛產埃迪卡拉紀化石的地方之一,也是唯一一個古生物學家挖掘出整張巖床的遺址。這使得德羅瑟有機會重建那失落的生態(tài)系統(tǒng),并研究古生物學家很少能夠接觸的一系列問題,特別是關于這些早期生命形式如何相互作用的奧秘。
為了解開這些謎題,古生物學家們利用了激光掃描和攝影測量等多種制圖與圖像技術,將這片化石海床進行數字化處理。他們將收集的數據帶回加利福尼亞州進行深入分析,而化石則留在原地,得到了妥善的保護。
德羅瑟表示:“在尼爾佩納,我們能夠提出很多與眾不同的問題,并獲得深刻的解讀。這里有研究記錄中最古老的兩側對稱動物。她指的是,除了珊瑚和海綿動物外,基本上所有現(xiàn)代動物都有對稱的身體結構。這些巖石中,古生物學家們發(fā)現(xiàn)了動物活動、食腐行為甚至有性繁殖的最早證據,這些發(fā)現(xiàn)極大地豐富了科學家們對地球生命史的理解。”
這張地圖展現(xiàn)了約6億年前埃迪卡拉紀的地球風貌。現(xiàn)在的Nilpena Ediacara國家公園所在區(qū)域大多是赤道以北的淺海海底。在那個時代,生命可能僅在水域中繁衍生息。全世界只有少數考古遺址出土了這一時期的化石。? 5W Infographics
這些化石歷經漫長歲月依然得以保存,這本身就是一件令人驚嘆的事情。150多年來,尼爾佩納一直是澳大利亞的“牛羊工作站”(即“牧場”)。但這片土地最近的主人羅斯·法格(Ross Fargher)和簡·法格(Jane Fargher)夫婦非常重視這片土地的生物和古生物遺產,并注意避免過度放牧。
羅斯·法格在接受《科學》雜志采訪時說,他第一次注意到自家土地上有一些不尋常的巖石是在1980年代中期,當時一位訪客指出他家有100年歷史的羊毛棚地面上有波浪狀的波紋石。很快,古生物學家和劫掠者們就把一車車的巖石運回了阿德萊德。他對《科學》雜志說:“此時我心中敲起了警鐘”,并描述了尼爾佩納和埃迪卡拉山的遺址是如何被“肆意拿走”的。法爾格同意在他的土地上進行研究,但前提是科學家們必須將化石留在原地,不得移動。
2020年1月,TNC協(xié)助南澳大利亞政府使用瑞士慈善家漢斯約瑟夫·維斯(Hansj?rg Wyss)基金會提供的資金,購買了尼爾佩納牧區(qū)211000英畝中的近150000英畝土地。新成立的Nilpena Ediacara國家公園于2023年4月向公眾開放,不僅保護了該地區(qū)珍貴的化石遺產,還將這里重要的生態(tài)系統(tǒng)納入了該國保護區(qū)的范圍,為實現(xiàn)國家的保護目標邁出了重要的一步。
在風景如畫的伊卡拉-弗林德斯山脈國家公園,太陽升起在位于南澳大利亞Nilpena Ediacara國家公園東部的威爾皮納盆地上。? Juergen Freund/Nature Picture Library
澳大利亞承諾遵守《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework),這是一項旨在扭轉野生動植物及其棲息地損失的國際協(xié)議。該協(xié)議的一個關鍵部分是“30x30”目標,要求各國在2030年前保護至少30%的陸地和海洋。TNC全球保護戰(zhàn)略高級顧問詹姆斯·菲茨西蒙斯(James Fitzsimons)表示,澳大利亞目前約有22%的土地受到保護。但他說,在全國89個生物區(qū)中,有29個生物區(qū)的保護面積不足10%。
菲茨西蒙斯表示:“30x30目標的一個關鍵因素是確保保護區(qū)網絡具有‘生態(tài)代表性’。這意味著我們必須確保覆蓋全面的生態(tài)系統(tǒng)和棲息地類型,并特別關注對生物多樣性至關重要的地區(qū)。”通過創(chuàng)建國家公園,澳大利亞加強了對戈勒生物地理區(qū)的保護,該地區(qū)以其廣闊的鹽湖、草原以及與干旱木地相間的多巖山丘和平原而聞名。
這個公園不僅是包括瀕臨滅絕的厚嘴鷯鶯(Amytornis modestus)在內的多個瀕危物種的家園,還有兩個面臨威脅的生態(tài)群落:赤桉(Eucalyptus camaldulensis)林地和無脈相思樹(Acacia aneura)低林地。“這兩個生態(tài)群落為眾多動物提供了寶貴的棲息地。昆蟲和食蟲鳥類都會被這些小型開花灌木吸引”,南澳大利亞州環(huán)境與水資源部國家公園項目主任杰森·歐文(Jason Irving)表示,“像楔尾雕(Aquila audax)這樣的猛禽則偏愛在較大的樹木上筑巢。小型哺乳動物如脂尾袋鼩(Sminthopsis crassicaudata)可以利用灌木作為棲息地,夜間捕食昆蟲。”古老的赤桉林對野生動物來說尤其重要。它們中空的樹枝和樹干為鸚鵡、蜥蜴和小型哺乳動物等物種提供了棲息和筑巢的場所。
新創(chuàng)建的Nilpena Ediacara國家公園鞏固了鹽湖和附近山脈之間自然重要的保護走廊。TNC協(xié)助購買了這一獨特土地財產。? 5W Infographics
這個公園還保護著阿德亞曼塔哈(Adnyamathanha)人的文化遺址,他們是這片土地的傳統(tǒng)所有者,曾在永久泉眼附近扎營,留下的灰燼和木炭堆在數千年后仍清晰可見。南澳大利亞州政府正與阿德亞曼塔哈人合作,致力于保護這些遺產地,并將傳統(tǒng)生態(tài)知識納入公園管理。
尼爾佩納是TNC近年來在澳大利亞促成的若干土地購買項目中的首個成功案例。除了這個項目,TNC還參與了保護開普約克半島的熱帶草原木地和新南威爾士州的國家重要濕地等其他重要交易。菲茨西蒙斯說,TNC在澳大利亞的保護戰(zhàn)略的核心在于其靈活性。TNC不直接購買土地,而是與非營利組織、原住民團體和州政府合作,通過各種不同的機制建立新的保護區(qū)。迄今為止,該組織已協(xié)助保護了約5000萬英畝的土地,其面積約相當于美國南達科他州或內布拉斯加州的面積。
尼爾佩納成為國家公園已有一年,但保護該地區(qū)的工作才剛剛開始。這片土地位于弗林德斯山脈地區(qū)——南澳大利亞最著名的山脈之一,目前正積極考慮申請列入聯(lián)合國教科文組織世界遺產名錄。新公園以東約45分鐘車程處的山區(qū)是澳大利亞的標志性景觀之一,也是黃足巖袋鼠(Petrogale xanthopus)和加氏袋鼬(Dasyurus geoffroii)等瀕危物種的家園。
2015年,研究人員在現(xiàn)在的Nilpena Ediacara國家公園研究化石。該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了許多其他地方找不到的生物化石。?南澳大利亞州政府環(huán)境與水資源部
歐文表示:“建立Nilpena Ediacara國家公園意味著我們可以對化石遺址進行管理,確保安全和管理制度落實到位,同時對游客的進入和持續(xù)研究進行控制。這將使世界遺產背后的價值得到永久保護,并與世界共享。”
德羅瑟和她的團隊每年都會回到尼爾佩納,匍匐在古老的化石海床上,繪制砂巖上的每一個斑點或線條。她表示:“人們總會問我‘為什么這個地方很重要?’這是因為我們要了解,地球有著自己的歷史,過去的環(huán)境變化導致了一些生物的滅絕。我們必須了解地球上過去生命的命運,才能更好地了解我們的未來。”
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