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科学家重绘冰期动物迁徙路线图

上一篇 / 下一篇  2011-09-05 15:04:56 / 个人分类:科学与艺术

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西藏披毛犀的头骨和下颌骨标本

  
西藏披毛犀复原图
 
猛犸象和披毛犀都是最具代表性的第四纪冰期动物,而长期以来冰期动物群被认为与更新世的全球变冷事件密切相关。这些动物的身体构造也表现出对寒冷环境的适应,如体形巨大、身披长毛。
 
由于这些特征,科学界推测认为,这些冰期动物起源于北极圈,此后随着冰期的来临逐渐向南迁移。然而由于证据的缺乏,长期以来这一推论既无法被证实,也无法被证伪。
 
2007年,中科院古脊椎动物与古人类研究所的考察队,在喜马拉雅山西部海拔4200多米的扎达盆地中,一次“幸运”的发现证实,以往的推测不仅离事实相去甚远,甚至在冰期动物的迁移路线的判断上,根本就是南辕北辙。
 
2011年9月2日出版的《科学》杂志报道了邓涛等人的这一成果。
 
来自青藏高原的祖先
 
《科学》杂志的报道,包含了一组来自青藏高原的上新世哺乳动物群化石。这组化石中的“明星”,就是2007年发现的一具完整的披毛犀头骨和下颌骨。
 
晚更新世的披毛犀(Coelodonta antiquitatis)是已绝灭的最著名的冰期动物之一,是犀牛的一种。披毛犀具有非常粗壮的骨架、厚重的皮毛和巨大的鼻角。然而,化石记录的缺乏使披毛犀的早期历史模糊不清。
 
20世纪初期,在河北泥河湾,法国古生物学家德日进发现了一个外壁上具有披毛犀特殊褶曲的乳齿列,因而将这件标本归入披毛犀。它清楚地显示了一些原始的性状,表明披毛犀应该起源于亚洲。但由于材料太少,在起源问题上,早年的这件标本没有足够的说服力。
 
在扎达盆地发现的新种,被命名为西藏披毛犀(Coelodonta thibetana),包括属于同一成年个体的头骨、下颌骨和颈椎。
 
西藏披毛犀具有披毛犀的一系列典型特征,包括修长的头型、骨化的鼻中隔、宽阔而侧扁的鼻角角座、下倾的鼻骨、抬升而后延的枕嵴、高大的齿冠、发达的齿窝等。
 
然而,西藏披毛犀具有一些不同于其他进步的披毛犀的特征,表明它在系统发育上处于披毛犀家族谱系的最基干位置,也就是说是最为原始的一种。根据动物群对比和古地磁测定,邓涛等人将西藏披毛犀的生活年代,锁定在上新世中期约370万年前,是目前已知的、最早的披毛犀。
 
西藏披毛犀的更原始形态和更久远的时间,表明它不仅不是北极圈中发现的冰期动物的“后裔”,相反是它们的“祖先”。
 
冬季训练场
 
根据这些新发现,邓涛等人重新“绘制”了冰期动物的迁徙路线图。
 
“西藏披毛犀的出现,表明冰期动物起源于西藏,而不是北极。”邓涛对《科学时报》记者说,“早在370万年前,西藏曾是全球最寒冷的地方。”
 
邓涛将370万年前的高海拔青藏高原比喻为冰期动物群的“训练基地”。他解释说,它们在寒冷的青藏高原受到了耐寒的训练,此后随着冰期在280万年前开始显现,西藏披毛犀带着对寒冷的适应能力,走出西藏,成功地扩展到包括北极圈在内的欧亚大陆北部的干冷草原地带。
 
除了西藏披毛犀外,目前已知的还有3种披毛犀:早更新世约250万年前中国北方的泥河湾披毛犀,中更新世约75万年前西伯利亚和西欧的托洛戈伊披毛犀,晚更新世欧亚大陆北部广布的最后的披毛犀。最后的披毛犀在1万年前的更新世末消失。
 
披毛犀的所有已知种都生活在欧亚大陆的寒冷环境中,尤其是西伯利亚,有限的几个分布靠南的地点都是高海拔地区,位于青藏高原内部或靠近其东缘,如青海共和、甘肃临夏和四川阿坝。
 
随着全球气候变冷,严寒环境漫延,披毛犀的祖先从高海拔的青藏高原向高纬度的西伯利亚迁移,最后演化为最成功的冰期动物之一。
 
有多少冰期动物走出青藏高原?
 
古脊椎所最近对扎达盆地的科学考察,开始于2006年。这些年来,考察队还发现了岩羊、雪豹、藏羚羊等多种“耐寒”动物的化石。
 
邓涛等人的研究认为,披毛犀并非唯一一种起源自青藏高原的冰期动物,独特的青藏动物群可以追溯到晚中新世时期。与披毛犀的演化历史相似,岩羊的祖先也出现在扎达盆地,在随后的冰期里扩散到亚洲北部。
 
与披毛犀一样具有巨大体形和厚重长毛的牦牛,也被发现在更新世时期向北扩散,远至西伯利亚 的贝加尔湖地区。在青藏高原现生动物群的典型种类中,藏野驴在北美阿拉斯加的更新世沉积物中也有发现。藏羚羊的起源,可以追溯到青藏高原北部柴达木盆地、 晚中新世时期的库羊。雪豹的原始类型,发现于扎达盆地的上新世,并在更新世扩散到周边地区。
 
西藏披毛犀的发现,对青藏高原隆升的研究也有着重要的参照意义。邓涛说,如今的扎达盆地冬 季平均温度大约在摄氏0度到零下4度,这也是西藏披毛犀适宜的生存温度。由此可以推测认为,早在370万年前,扎达盆地的温度与此相仿,在海拔上已接近甚 至超过目前4200多米的高度。
 
过去,人们一直在极地苔原和干冷草原上寻找第四纪冰期动物群起源问题的答案,如今邓涛等人的研究,为解答这类问题,指出了一个新的地理坐标——青藏高原上的严酷冬季,早已为耐寒的猛犸象动物群中的成功种类提供了寒冷适应进化的最初阶段。
 
该项研究得到国家自然科学基金委员会中国科学院科技部的支持。

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