2300万年前的木乃伊化叶子可能会让我们一窥遥远的未来，植物如何应对我们不断变化的气候。在一项于8月20日在《气候学报》上发表的研究中，生物学家和地质学家检查了来自新西兰湖床的保存异常完好的化石，并发现了证据，表明它们在当时大气中二氧化碳含量高于今天的时期茁壮成长。与类似环境中现代植物的叶子相比，这些古代叶子可能更有效地吸收了二氧化碳，同时最大限度地减少了水分流失。
康涅狄格大学地质学家、新发现的合著者 Tammo Reichgelt 说：“叶子一直与大气直接接触……植物不像动物；它无法躲避自然环境。”“它对大气变化非常敏感。”
他和同事们研究的化石可以追溯到早中新世，那是一个地球更温暖、北极没有冰盖的时期。在此期间，新西兰生长着亚热带雨林。在福尔登洪，一个位于但尼丁北部的一个火山坑，那里的条件恰好为保存这些森林的叶子提供了独特的机会。与由河流流入洼地形成的水体不同，福尔登洪爆发形成的火山坑仅由雨水和地下水补给。没有持续流入的河水扰动，这个湖泊就形成了一层停滞的水，氧气含量非常少。
Reichgelt 说：“如果像叶子或昆虫这样的有机物落入湖中并沉到底部……它将保持 undisturbed，因为那里没有任何生物能分解这片叶子。”“因此，在这种非常特殊的で环境，你会得到这种惊人的保存，……它们基本上被木乃伊化了，因为它们所有的原始有机物质仍然存在。”
他和他的同事们检查了来自福尔登洪沉积物的72片化石叶子，代表了18个树种。当他们在显微镜下检查薄片时，他们发现这些叶子上的气孔（气体进出的孔）相对较少。植物必须张开这些孔才能吸收二氧化碳，但这样做会流失一点水分。这意味着当二氧化碳含量高时，植物可以用较少的气孔生存。
Reichgelt 说：“如果植物在获得所需所有碳的同时，能够减少水分流失，那就意味着它们的耐旱能力更强，因此它们可以扩展到那些原本过于干燥的地区。”因此，化石叶子上的有限孔洞表明它们是在富含二氧化碳的大气中进化出来的。
叶子的化学成分提供了这些条件的额外证据。大气中有几种碳（称为同位素）。最常见的同位素是碳-12，它也是最轻的。“因为碳-13很重，它移动起来不那么容易，植物只有在缺碳时才会吸收它，”Reichgelt 说。Reichgelt 和他的同事们在叶子中发现了大量的碳-12，而其略显笨重的近亲碳-13 却很少，这表明植物有充足的二氧化碳可供使用。“当你将它吸收的碳类型与叶子的孔洞数量结合起来，你就可以相当准确地重构出叶子可用的二氧化碳量。”
研究人员估计，当时大气中的二氧化碳含量在每百万分之450到555（或 ppm）之间，这与那个时期地球历史上的温暖温度一致。相比之下，工业化前时期二氧化碳含量低于 300 ppm。如今，它们已超过 400 ppm，预计到 2040 年二氧化碳含量将达到 450 ppm。
过量的二氧化碳目前正在促进全球植物生长，但这种肥效作用并不意味着植物能解决我们所有与气候变化相关的问题。未来的植物可能会进化以利用这些条件并扩大其栖息地，但 Reichgelt 说“那是以后的事了。”
目前，植物必须应对森林砍伐和快速变化的环境条件造成的破坏性影响。在不久的将来，这些因素将给植物带来压力，因此限制我们排放到大气中的二氧化碳量变得尤为重要。
