在北極發現已滅絕的核桃表明，歷史上的氣候較為溫暖，森林茂密，這擴展了我們對核桃進化和地理分佈的了解。科學家在北極圈上方的一個島嶼上發現了三種新的滅絕核桃物種。發現這些化石的地點比任何已知的核桃物種（無論是活著的還是已經滅絕的）都更靠北，它們代表了這個物種最古老的記錄。

北極圈上方發現了三種核桃新品種，它們是南北兩極森林覆蓋時期的遺跡。圖片來源：佛羅裡達博物館，傑夫蓋奇拍攝

今天，加拿大的阿克塞爾-海伯格島是一片冰封的沙漠，幾乎沒有任何生命。但在4,500 萬年前，這裡曾是北冰洋沿岸鬱鬱蔥蔥的熱帶雨林。從那時起，這片森林先是被沉積物層層掩埋，然後被積冰掩埋，在時間的長河中被凍結。

核桃很脆，很容易掰成兩半。圖片來源：詹姆斯貝辛格

“當你走進現場，首先映入眼簾的是這些直徑達一米或更長的大樹樁，它們仍然紮根於原來生長的土壤，而最近的活樹在3000 公里之外，”該研究的合著者、薩斯喀徹溫大學地質科學榮譽教授詹姆斯-貝辛格說。

這些樹樁非常顯眼，從空中就能看到。 1985 年，加拿大地質調查局的工作人員在直升機上對該地區進行勘測時發現了阿克塞爾-海伯格化石森林。一年後，古植物學家再次來到這裡，發現了他們從未見過的化石。

大多數核桃化石長度不足3 厘米。資料來源：詹姆斯貝辛格

這項研究的主要作者、佛羅裡達自然歷史博物館古植物學館長史蒂文-曼徹斯特（Steven Manchester）說：”周圍能看到保存得如此完好的化石的地方其實並不多。”

在大多數情況下，化石的特徵是有機物隨著時間的推移而被礦物質取代。在其他情況下，有機物被加熱並壓縮成煤炭，或在森林大火中燃燒並保存為木炭。但阿克塞爾-海伯格化石並非如此。木材、樹葉、球果、堅果和果實似乎都沒有改變。這種獨特的保存方式被稱為木乃伊化，只有在非常特殊和罕見的情況下才會發生。

貝辛格說：「物質可以被細菌和真菌分解，也可以在河床中被沖刷和破壞；在成為化石之前，有很多方法可以使物質流失。但是，阿克塞爾-海伯格的古森林被迅速掩埋在沼澤和湖泊沉積物之下。

阿克塞爾-海伯格島的樹樁化石在冰下凍結了數百萬年後依然屹立不搖。圖片來源：詹姆斯貝辛格

貝辛格是最早研究這片森林的研究人員之一。北極荒蕪的地表和強風使得採集標本變得異常容易。你可以在地表看到一些化石，然後盡你所能採集。但你明年再去，當有一點侵蝕時，地表上就會多出一些。若干年後，就可以收集到大量化石了。

這些核桃已經從土壤中被侵蝕出來，堆放在地表上。貝辛格說：”有一種情況，核桃集中在一個地方，可能是動物藏在那裡的。一些核桃化石上還有被啃過的洞，這表明它們是當地動物的食物來源。”

十五年來，貝辛格和他的同事找回了一千多顆堅果和種子化石，並將它們送回薩斯喀徹溫進行研究。

始新世時期氣溫極高。圖片來源：Glen Fergus， CC BY-SA

如果你回望4,500 萬年前的始新世中期，地球的兩極將面目全非。當時，南極洲和北極圈溫暖如春，森林覆蓋，與我們今天看到的冰天雪地的沙漠形成了鮮明的對比。

由於緯度較高，極地地區的生長季節相對較短，但夏季日照時間特別長，日照時間長達20 小時。與此相反，冬季幾乎是一片漆黑，但氣溫卻很少達到冰點。

曼徹斯特分析了化石的內部結構。圖片來源：佛羅裡達博物館，傑夫蓋奇拍攝

古生物學和地質學記錄表明，當時地球大氣中的二氧化碳含量較高，導致氣溫比現在高得多。這種全球溫室效應反過來又創造了溫暖的海洋環流，使北冰洋沒有冰。

貝辛格說：”遙遠的北方有紅木風格的森林。那裡有柏樹沼澤和高地森林，像雕像一樣的樹木可以長到40 米高。樹冠包括數十種樹木，如紅木、雪松、山核桃、松樹、雲杉、鐵杉、落葉松、樺樹、銀杏，當然還有核桃。

化石點坐落在阿克塞爾-海伯格島的瑪格麗特公主山脈中。圖片來源：詹姆斯貝辛格

身為核桃家族進化史的專家，曼徹斯特幫助完成了這個長達數十年的計畫。他對島上的核桃進行了CT 掃描，並描述了三個以前未知的物種。

曼徹斯特說：”CT掃描讓我們能夠展示這些堅果內部結構的細節，而這些細節曾經是很難獲得的。在使用CT掃描儀之前，研究化石的傳統方法需要對標本進行繁瑣的解剖和各種方向的切片，過程中會破壞標本。

在掃描了幾塊保存最完整的化石後，曼徹斯特將它們與現代核桃和已滅絕核桃物種的核桃進行了比較。像iDigBio這樣的國家資源庫可以讓研究人員輕鬆找到存放在美國任何地方的博物館標本。這些化石與尚未發現的任何物種都不匹配，因此被發現代表了胡桃屬的三個新物種。

僅根據活體物種的基因數據，研究人員曾一度認為核桃家族起源於亞洲某地。但最近的化石數據表明，它們最早出現在北美或歐洲溫暖潮濕的環境中。隨著核桃家族的多樣化，一些物種適應了較涼爽的環境，這使它們能夠將活動範圍擴展到更高緯度地區。

這項研究的化石讓我們更清楚地了解核桃在氣候劇烈變化時期是如何進化的，以及我們的現代物種是從哪裡來的。

編譯自/ ScitechDaily