(東西問)鄧濤:數(shù)萬史前動物化石為何在中國西北密集出現(xiàn)?
中新社蘭州9月29日電 題:數(shù)萬史前動物化石為何在中國西北密集出現(xiàn)?——專訪中科院古脊椎動物與古人類研究所所長鄧濤
作者 艾慶龍
甘肅臨夏回族自治州和政地區(qū)有100余個化石地點(diǎn),發(fā)現(xiàn)和征集的化石標(biāo)本超過3萬件,是中國乃至整個歐亞大陸產(chǎn)出哺乳動物化石最為豐富的地區(qū)。
這些化石為研究古地理、古氣候等提供了怎樣的證據(jù)?中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所所長鄧濤近日接受中新社“東西問”獨(dú)家專訪,進(jìn)行深度解讀。
資料圖:甘肅和政古動物化石博物館展出“世界上獨(dú)一無二的和政羊化石”。中新社記者 孫自法 攝
現(xiàn)將訪談實(shí)錄摘要如下:
中新社記者:和政地區(qū)的化石范圍如何分布?都有哪些特點(diǎn)?
鄧濤:和政是一個富含哺乳動物化石的地區(qū),并不僅僅指和政縣,還有周邊廣河縣、東鄉(xiāng)縣、臨夏縣的一部分。在古生物研究上,稱之為和政地區(qū)。
該地區(qū)化石記錄了從3000萬年前到100多萬年前古動物演變過程,我們將它分為4個時間段,命名為4大動物群。分別是晚漸新世巨犀動物群、中中新世鏟齒象動物群、晚中新世三趾馬動物群、早更新世真馬動物群。
巨犀動物群距今3000萬年左右,典型代表巨犀是地質(zhì)歷史中最大的陸生哺乳動物。鏟齒象動物群距今1500萬年,當(dāng)時全球處于暖期,包括和政地區(qū)在內(nèi)的中國北方森林密布,除了典型動物鏟齒象外,甚至出現(xiàn)古猿。
距今1160萬年前,地球氣候發(fā)生巨變,森林消失,草原出現(xiàn),依托森林生活的動物消失、絕滅,適應(yīng)草原生活的三趾馬動物群出現(xiàn),直到距今360萬年前,三趾馬動物群始終統(tǒng)治著和政地區(qū),這也是當(dāng)?shù)鼗钬S富的動物群。
距今250萬年前,是冰河時期,氣候變得非常寒冷。隨著青藏高原的隆升,和政地區(qū)海拔高度達(dá)2000多米,出現(xiàn)真馬動物群,這個時期有很多食肉動物,目前發(fā)現(xiàn)有2種劍齒虎、3種獵狗、獵豹、中華虎等動物化石。
資料圖:甘肅和政古動物化石博物館展出“世界上最豐富的鏟齒象化石”。中新社記者 孫自法 攝
中新社記者:生物死亡變成化石的幾率渺茫,但為何和政地區(qū)會有大量的、年代連續(xù)的古生物化石?
鄧濤:生物死亡變成化石條件苛刻,需要動物群的數(shù)量非常龐大;更需地層快速埋藏,使其易于保存;并且地下水需富含礦物質(zhì),通過滲透將含有磷酸鈣的骨骼置換成碳酸鈣,不易風(fēng)化。
首先,和政地區(qū)擁有4大動物群,滿足數(shù)量龐大的要求。其次,其緊挨青藏高原,處于臨夏盆地地勢低洼區(qū),青藏高原隆升過程中,沉積物會堆積在此,加之盆地不斷凹陷,保留不同時期的沉積物,為動物死亡掩埋提供場所。
而在地下水方面,臨夏盆地南側(cè)太子山是古生代時期,沉積有幾億年前海洋里面石灰?guī)r,高山流水滲透過石灰?guī)r時,會把碳酸鈣溶解在水中,當(dāng)它作用于動物骨骼,使其不易風(fēng)化,有變成化石的機(jī)會。
中新社記者:研究和政地區(qū)古動物化石,對于構(gòu)建哺乳類動物演化序列有何意義?
鄧濤:在同一個時期,歐亞大陸都生活著類似動物群。但由于其他地方并無這樣好的化石條件,通過研究和政地區(qū)化石,用以證明歐亞大陸動物演變過程。
如三趾馬、真馬,它們是從北美大陸遷徙到亞歐大陸來。雖然現(xiàn)在亞歐大陸和北美大陸之間的白令海峽(最大水深52米)可能阻礙動物遷徙,但在冰河晚期,由于海水結(jié)冰,海平面下降100多米,使海峽成為亞歐大陸與北美大陸之間的陸橋,便于大規(guī)模植物擴(kuò)散和動物遷徙。
比如一千萬年前,和政地區(qū)最有代表性的動物和政羊(其個體大小和體態(tài)與羊接近,但屬?苿游),即是如今生活在阿拉斯加一帶麝牛的祖先,但現(xiàn)在在和政地區(qū)甚至亞歐大陸卻沒見到麝牛。
近年來,通過追蹤化石地點(diǎn)、梳理時間線,得到了非常明晰的遷徙路線,和政羊通過和政地區(qū)—中國西北—西伯利亞—阿拉斯加這樣的線路遷徙。事實(shí)上,類似這樣跨洲的遷徙有很多,可從和政化石中得知環(huán)境的變遷和動物遷徙起源地等信息和線索。
資料圖:甘肅臨夏盆地廣河縣發(fā)現(xiàn)的隱匿劍齒虎下頜化石!O博陽 供圖
中新社記者:和政地區(qū)緊鄰青藏高原,是否可以通過研究古生物遷徙路線,推測出青藏高原形成的過程?
鄧濤:目前青藏高原平均海拔為4000多米,對于人類來說,是很難逾越的地理障礙;對動物亦如此,它的隔離效應(yīng)明顯。今天,青藏高原南北的動物群完全不一樣。
我們在青藏高原北側(cè)發(fā)現(xiàn)大量巨犀化石,時間跨度為2000多萬年前到3000萬年前,而最早只有在高原南側(cè)的巴基斯坦發(fā)現(xiàn)巨犀化石,是孤零零的一個點(diǎn)。隨著蒙古國、中國、哈薩克斯坦發(fā)現(xiàn)巨犀化石,大家很難理解巨犀是如何跨過青藏高原的。
通過分析各地巨犀的親遠(yuǎn)關(guān)系,建立巨犀“家譜”及遷徙路線圖,巨犀在漸新世早期從青藏高原北側(cè)的蒙古高原經(jīng)中國西北地區(qū)擴(kuò)散到南亞,巴基斯坦巨犀的后代又在漸新世晚期返回甘肅和新疆。
由此也證明,巨犀生活時期,青藏地區(qū)海拔高度不超過2000米,動物可自由遷徙。而在鏟齒象動物群時代,青藏高原南側(cè)沒有鏟齒象活動跡象,也就是說在1500萬年前,青藏高原已經(jīng)阻礙了鏟齒象向南擴(kuò)散和遷徙。由此可知,青藏高原是逐漸隆升的過程。
中新社記者:從3000萬年前到100多萬年前的時間內(nèi),和政地區(qū)更替出現(xiàn)四大動物群,其出現(xiàn)和滅絕對于研究當(dāng)時地球氣候變化有無幫助?
鄧濤:我們在東鄉(xiāng)縣發(fā)現(xiàn)披毛犀化石,距今已有250萬年。而它的祖先是距今370萬年前,在西藏阿里地區(qū),是最早發(fā)現(xiàn)披毛犀的地方,F(xiàn)在在河北、貝加爾湖等地也發(fā)現(xiàn)披毛犀化石,它們?yōu)槭裁磿耙宦废虮薄?是因為氣溫變化影響了其遷徙。
距今370萬年的時期,屬全球暖期,除了青藏高原,其余地區(qū)以炎熱為主,身披長毛的動物,只能生活在高寒地區(qū)。
距今250萬年前,全球進(jìn)入冰河時期,和政地區(qū)也變成一個寒冷環(huán)境,更多地方適合披毛犀這類動物生存。隨著寒冷區(qū)域擴(kuò)大,遷徙路線明晰,那些適合溫暖甚至炎熱的動物要么向南方遷徙,要么滅絕……這精準(zhǔn)呈現(xiàn)出氣候、環(huán)境變化過程。
資料圖:甘肅和政古動物化石博物館展出“世界上最大的真馬化石埃氏馬”。中新社記者 孫自法 攝
中新社記者:通過對于古生物化石的研究,可以判斷出當(dāng)時氣候特點(diǎn),將其串聯(lián)起來是否可以得到全球“氣象表”,并推測出下一步氣候變化特點(diǎn)?
鄧濤:從新生代時期(始于距今6500萬年)的動物群到如今,能夠反映出地球氣候是波動的。從更長地質(zhì)時代來看,整體氣候趨勢是逐漸降溫。需要注意的是,跨度幾萬年甚至幾十萬年的地質(zhì)尺度,遠(yuǎn)比人類社會長得多。有研究表明,人類社會百年內(nèi)全球溫度上升2℃,而這樣的快速升溫是動物難以適應(yīng)的。
古生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),地球上曾共發(fā)生過5次大滅絕,也有人認(rèn)為第6次滅絕正在到來。百年內(nèi)的快速升溫,使生態(tài)系統(tǒng)難以適應(yīng),雖然人類抵抗自然災(zāi)難的能力要比動物強(qiáng)很多,但如果動植物滅絕了,人類不可能“獨(dú)善其身”,應(yīng)該有更大的智慧,去處理人與地球的關(guān)系。
中新社記者:研究古生物化石,對研究人類起源有哪些借鑒意義?
鄧濤:人類演化的規(guī)律跟其他動物非常類似,人類的祖先也是動物的一種,自然屬性和靈長類動物相似。
現(xiàn)在人類對自然災(zāi)難,有很多難以克服,這始終是非常大的威脅。而對于人類的祖先靈長類動物來講,自然界是一個非常大的驅(qū)動因素,逃避惡劣環(huán)境,逐水草而居,這跟別的動物很類似,所以我們可以從動物的演化過程了解到人類祖先。(完)
受訪者簡介:
鄧濤,中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所所長,博士,研究員。研究工作聚焦于晚新生代哺乳動物化石、陸相生物地層和氣候環(huán)境演變,提出“走出西藏”理論,證明第四紀(jì)冰期動物群起源于青藏高原,已發(fā)表學(xué)術(shù)論著200余篇。2011年入選“中國科學(xué)杰出創(chuàng)新人物”,2013年入選國家百千萬人才工程并榮獲“有突出貢獻(xiàn)中青年專家”稱號,2015年入選“中國十大科學(xué)傳播人”,2018年榮獲“尹贊勛地層古生物學(xué)獎”。