Sula E Vanderplank 是圣迭戈州立大学的兼职教授。本文最初发表于 The Conversation。
圣佩德罗河蜿蜒流淌，发源于危地马拉的雨林，流经墨西哥东部的尤卡坦半岛。在那里，这条宁静的河流汇入一系列缓慢流动的湖泊。沿着一段长达50英里（80公里）的偏远河段，成千上万的红树林——通常生长在热带海岸线的树木——点缀着河岸和缓和的瀑布。
与其他地方的红树林不同，这些树木生长在淡水中。这意味着许多其他物种可以与它们一起生长：兰花、凤梨和其他不能耐受红树林通常存在的盐碱环境的空气和陆地植物。这是一个神奇的花园，也是一个科学谜团：这些红树林是如何生长在内陆约125英里（200公里）处、海拔85至120英尺（25至37米）、完全淡水生态系统中的？
我是一个由来自墨西哥和美国的跨学科研究人员组成的团队的一员，我们通过将这些树木与尤卡坦半岛其他地区的红树林进行比较来回答这个问题。我们还分析了圣佩德罗河阶地上的沉积物岩芯，这些岩芯强烈表明这些沉积物是在沿海地区形成的。
我们发现，这条河里的红树林与沿海红树林已经分离了大约12万年。这与末次间冰期——大约12.5万年前，冰川和极地冰盖几乎完全融化的温暖时期——相吻合。
在那段时间里，地球比现在更温暖，海平面比现在高20到30英尺（6到9米）。这些红树林的祖先是沿海树木，在更新世冰期（冰川扩张到北美的最后一个时代）地球变冷期间被孤立下来。随着冰川的扩张，海平面下降，暴露了更多的陆地。如今，这个独特的森林，是过去的印记，正面临着被砍伐和开发的危险，这可能使科学家无法从中获得更多关于地球气候历史的见解。
红树林与淡水
红树林（Rhizophora mangle）是一种标志性的树木，对世界各地的商业和手工渔业都至关重要。幼鱼在红树林缠结的根部寻求庇护，进食和生长，直到它们足够大以避免被捕食者捕食。
我们的研究重点是尤卡坦半岛加勒比海沿岸由巨型天然溶洞（尤卡坦石灰岩基岩上的天然落水洞）形成的两个内陆泻湖。红树林通过种子繁殖，种子在仍附着在母体上时发芽，然后落入岸边或水中，在那里它们漂浮并在一旁的岸边建立起来。这种适应能力使红树林能够沿着海岸线传播，尽管盐水对大多数种子有毒，并且使发芽变得非常困难。
我们对圣佩德罗红树林是如何到达那里的感到着迷。它们的幼苗不可能漂浮上溯如此多的距离，而且岸边的森林规模很大且已扎根，这使得动物或人类将种子带到内陆的可能性非常小。据我们所知，圣佩德罗河的红树林在距离海岸如此远的地方存在是独一无二的。
隔离与破碎化
确定植物可能来自何处的一种方法是查看它们是否与该地区其他相似植物群体存在遗传关系。因此，我们进行了一项遗传学调查，寻找单核苷酸多态性，或称“snips”——即一株植物与另一株植物在单个DNA构建块上的差异。
我们发现，圣佩德罗河孤立红树林最近的亲戚是位于尤卡坦西部、墨西哥湾沿岸的Terminos泻湖的红树林。来自这两个河流社区的红树林也与其他墨西哥湾沿岸的沿海种群密切相关。然而，它们与尤卡坦东部加勒比海沿岸天然溶洞中其他的淡水内陆红树林种群截然不同，而这些种群又与其他沿海红树林截然不同。
我们对三个地点的最大红树林进行了取芯，从它们的树干中提取了铅笔状样本，显示了它们的生长年轮，以了解这些树木的寿命——大约100年——以及在那里生活了多少代树木。然后，我们将这个数字乘以平均基因突变率，来估计圣佩德罗红树林在基因上与其他红树林分化时有多大，以及这种分化发生在多久以前。
我们计算出，圣佩德罗河和Terminos泻湖的红树林种群大约在10万年前发生了基因分化。这支持了我们的假设，即圣佩德罗河红树林是大约12万年前的末次间冰期的遗迹。
我们的数据还表明，某种程度上严重地缩小了圣佩德罗河红树林孤立的内陆种群的规模。这造成了科学家称之为遗传瓶颈或种群瓶颈，意味着其基因库变得更小。因此，目前的种群比其他地方的红树林拥有更独特的基因特征。令人惊讶的是，这种变化是由海平面仅30英尺（9米）的变化引起的。
这个独特的森林还隐藏着什么？
我们的发现提出了一个显而易见的问题：在过去的12.5万年里，还有哪些其他物种被隔离在这个独特的生态系统中？有昆虫吗？真菌吗？我们希望研究其他类型生物的科学家能够探索这个区域，寻找更多的遗迹。
但这个特殊的地方正面临危险。该地区在20世纪70年代系统性地进行了森林砍伐，作为开发计划的一部分，但圣佩德罗河的河岸由于地形复杂而逃过了推土机的破坏。如今，新的威胁正在逼近，例如一项拟建的950英里（1529公里）火车线路，将载着成千上万的游客前往玛雅考古遗址。
玛雅河流系统蕴含着丰富的文化和生物财富。现在，我们也知道，这些植物的DNA记录着更新世极端气候变化和海平面上升的故事。
它们展示了如果各国不采取紧急行动减少导致气候变化的温室气体排放，气候变化将如何极大地改变墨西哥湾沿岸以及许多其他海岸线的沿海生态系统。我的同事和我相信，圣佩德罗河应该得到保护，以证明在不断变化的气候中具有韧性和适应性的价值。
