太平洋沿岸独特的水下海带森林支撑着一个多样化的生态系统，这个生态系统被认为是在过去的1400万年里与海带一起进化的。
但一项新的研究表明，3200多万年前，海带在西北海岸附近蓬勃发展，远远早于现代海洋哺乳动物、海胆、鸟类和双壳类动物的出现，而这些动物今天以森林为家。
这些沿海海带森林的年龄要大得多，今天是一个丰富的生态系统，供养着水獭、海狮、海豹和许多鸟类、鱼类和甲壳类动物，这意味着它们可能是一种古老的、现在已经灭绝的哺乳动物的主要食物来源。这种河马大小的食草动物被认为与今天的海牛、海牛和它们的陆地亲戚大象有亲缘关系。
加利福尼亚大学伯克利分校综合生物学教授、古植物学家辛迪·罗伊说:“人们最初说，‘我们不认为在1400万年前那里有海带，因为与现代海带森林有关的生物还没有出现。’”“现在，我们证明了海藻在那里，只是你期望与它们相关的所有生物都没有。这并不奇怪，因为你首先需要整个系统的基础，然后才能出现其他东西。”
本周发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的报告显示，新发现的海带支架化石证明了更古老的海带森林。支架是海带的根状部分，可以将海带固定在海底的岩石或岩石生物上。茎杆附着在支架上，支撑叶片，由于有气囊，叶片通常漂浮在水中。
洛伊的同事斯蒂芬·基尔(Steffen Kiel)将这些仍然抓着蛤蜊、包裹着藤壶和蜗牛的钉螺化石的年代定在3210万年前的新生代中期，从6600万年前一直延续到现在。已知的最古老的海带化石，由一个气囊和一个类似于今天牛海带的叶片组成，可追溯到1400万年前，现收藏于加州大学古生物博物馆(UCMP)。
“我们的船棚提供了很好的证据，证明海藻是一种神秘的海洋哺乳动物的食物来源，”基尔说，他是该论文的第一作者，也是斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的高级馆长。“这是唯一一个在新生代灭绝的新生代哺乳动物目。长期以来，海带一直被认为是这些河马大小的海洋哺乳动物的食物来源，但缺乏实际证据。我们的农场表明海带是一个可能的候选人。”
Kiel和loy是这篇论文的资深作者，也是UCMP古植物学馆长，他们认为这些早期的海带森林可能没有大约1400万年前进化的森林那么复杂。在太平洋沿岸的新生代晚期发现的化石表明，那里有大量的双壳类动物——蛤蜊、牡蛎和贻贝——鸟类和海洋哺乳动物，包括与海牛有亲缘关系的海牛和已灭绝的、像熊一样的海獭的祖先，被称为Kolponomos。这种多样性在3200万年前的化石记录中是没有的。
基尔说:“另一个暗示是，化石记录再次表明，生命的进化——在这种情况下，海带森林的进化——比仅从生物学数据估计的要复杂得多。”“化石记录显示，在过去的3200万年里，许多动物出现在海带森林中，又从海带森林中消失，而我们今天所知道的海带森林生态系统只是在过去的几百万年里进化而来的。”
化石搜寻业余爱好者的价值
这些化石是由业余化石收藏家詹姆斯·戈德特发现的，他过去曾与基尔共事过。当Goedert打开他在华盛顿奥林匹克半岛詹森溪附近的海滩上发现的四个石瘤时，他看到了看起来像今天海岸常见的海带和其他大型藻类的庄园。
专门研究无脊椎动物进化的基尔同意这一说法，并随后根据锶同位素的比例确定了岩石的年代。他还分析了双壳类贝壳中的氧同位素水平，以确定这些固定式生物生活在比今天稍微温暖的水中，在现代海带森林中发现的较高温度范围内。
洛伊联系了合著者杜拉·帕金森，她是劳伦斯伯克利国家实验室先进光源的工作人员，请她帮助用同步辐射x射线断层扫描显微镜(SRXTM)对其中一个化石进行3D x射线扫描。当她仔细查看化石的x射线切片时，她惊奇地发现，除了它所在的双壳类动物外，还有一种藤壶、一种蜗牛、一种贻贝和一种微小的单细胞有孔虫隐藏在舱内。
然而，洛伊指出，在3200万年前的海带化石中发现的无脊椎动物的多样性并不像今天在海带中发现的那样高。
洛伊说:“如果你现在去一个海带生态系统，这些庄园肯定不会像它们现在那样丰富。”“生活在这些生态系统中的生物的多样化还没有开始。”
基尔和罗伊计划进一步研究这些化石，看看它们揭示了北太平洋海带生态系统的进化，以及它与海洋气候系统变化的关系。
该论文的其他共同作者是罗斯玛丽·罗梅罗，她是藻类专家，于2018年从加州大学伯克利分校获得博士学位，现在是加州鱼类和野生动物部的环境科学家;德国慕尼黑Ludwig-Maximilians-Universit?t的古植物学家Michael Krings;以及前加州大学伯克利分校本科生Tony Huynh。Goedert是西雅图华盛顿大学伯克自然历史与文化博物馆的研究员。