北美红杉属(Sequoia)作为柏科植物类群，其现存物种仅分布于美国西海岸狭窄区域，而地质历史时期曾广泛遍布北半球。这种分布格局的形成背后，隐藏着怎样的气候变迁与物种扩散密码?中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)古生态研究组，联合云南大学、成都理工大学等多家单位的研究团队，在云南建水面甸盆地发现了晚始新世-早渐新世的北美红杉叶片化石，为解答这一科学问题提供了关键证据。相关研究成果以“Palaeogene Sequoia leaves from Yunnan Province,China and their biogeographical significance”为题，发表于国际期刊Journal of Palaeogeography。

研究团队在云南建水福运煤矿的河湖相沉积地层中，采集到了保存完好的北美红杉属叶片化石。通过精细的形态学观察与角质层分析，发现这些化石具有互生叶序、下延扭曲的叶基、直的表皮细胞壁以及被四个副卫细胞包围的气孔等特征，与现生北美红杉及云南文山发现的马关红杉(Sequoia maguanensis)形态高度相似，最终将其鉴定为马关红杉。这一发现不仅丰富了东亚地区北美红杉化石的记录，也为确定该物种在始新世晚期至渐新世早期的分布范围提供了直接证据。

为重建北美红杉的历史分布动态，研究团队以现生北美红杉(Sequoia sempervirens)为参照，结合全球各地的北美红杉化石记录与不同地质时期的古气候数据，利用MaxEnt模型模拟了古新世至上新世北美红杉的潜在适宜分布区。结果显示，北美红杉偏好温暖湿润的气候条件，随着始新世至上新世全球气温逐渐下降，其分布区持续向南迁移，栖息地不断向低纬度收缩。

基于化石证据与模型模拟结果，研究团队还原了北美红杉的起源与扩散路径：北美红杉可能起源于早白垩世的东亚，随后通过白令陆桥扩散至北美;古新世时期扩展到格陵兰和斯瓦尔巴群岛;始新世纪由北大西洋陆桥抵达西欧;渐新世已广泛分布于欧洲并延伸至西伯利亚;中新世从东亚进一步扩散至地中海地区和泰国北部。第四纪冰期的到来导致北美红杉在欧亚大陆和北美大部分地区消失，仅在美国西海岸保留了残存种群。

对于北美红杉在中国西南地区的消失原因，研究指出，东亚季风的强化与北美红杉的形态保守性是关键因素。云南地区自早渐新世后季风气候逐渐增强，形成了明显的干湿季，冬季降水稀少的环境难以满足北美红杉生长所需的稳定水分条件。而北美红杉在漫长地质历史中形态变化极小，未能演化出适应干旱环境的特征，最终导致其在该区域灭绝。

该研究通过化石发现与模型模拟的结合，清晰揭示了北美红杉属的起源、扩散路线及其对全球气候变化的响应模式，为理解北半球植物区系的演化历史与气候驱动机制提供了重要案例。版纳植物园古生态研究组硕士研究生杨仁丹为第一作者，版纳植物园李树峰研究员和成都理工大学苏涛研究员为共同通讯作者，中国科学院地质与地球物理研究所、昆明理工大学等单位参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院西双版纳热带植物园“十四五”规划项目的资助。

Sequoia与现生北美红杉叶片图

古新世至上新世Sequoia的潜在适宜分布区及化石分布图