科研進(jìn)展

科學(xué)家揭示步氏巨猿絕滅之謎

日期:2024-01-11

|  來源:古脊椎動物與古人類研究所【字號:

步氏巨猿曾經(jīng)成群結(jié)隊地漫步于中國南方的喀斯特地區(qū)。步氏巨猿的直立身高可達(dá)3米,體重最大可達(dá)300公斤,是地球上有史以來體型最大的靈長類。這個“遠(yuǎn)房親戚”在我們?nèi)祟惖竭_(dá)這片土地之前便已絕滅了。迄今,只有將近2000顆牙齒和4件不完整的下頜能夠向人們證明步氏巨猿曾經(jīng)存在。步氏巨猿絕滅的原因,我們更是知之甚少。

近日,來自中國、澳大利亞和美國的科學(xué)家團(tuán)隊,解開了步氏巨猿的絕滅之謎。相關(guān)研究成果發(fā)表《自然》(Nature)上。研究表明,在29.5~21.5萬年前,正是對攝食行為和食物偏好的執(zhí)著,導(dǎo)致步氏巨猿在面對環(huán)境改變時顯得脆弱無比,并鎖定了走向絕滅的命運。

步氏巨猿的絕滅在古人類學(xué)中顯得有些不可思議。當(dāng)時生存于同一地區(qū)的其他靈長類可以適應(yīng)環(huán)境并生生不息,但這種給人印象強(qiáng)大無比的類人猿怎么走向絕滅了?這一問題一直是該學(xué)科的“懸案”。雖然此前中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所重新在該地區(qū)開展了10多年的系統(tǒng)調(diào)查并搜集到更多步氏巨猿的化石證據(jù),但由于缺乏有針對性的系統(tǒng)測年和年代區(qū)間明確的古環(huán)境分析,步氏巨猿絕滅的原因仍然未知。

真正解開步氏巨猿絕滅之謎的多重決定性證據(jù)來自一項錯綜復(fù)雜的多學(xué)科綜合研究。為了更加全面、更加有針對性地搜集相關(guān)信息,自2015年研究團(tuán)隊從區(qū)域性的視角出發(fā)在中國廣西調(diào)查了數(shù)百處洞穴化石地點,并從中選取了22處進(jìn)行樣品采集。其中不僅包括11處產(chǎn)出步氏巨猿化石的地點,而且包括11處時代較晚未產(chǎn)出步氏巨猿化石的地點。在此基礎(chǔ)上,該團(tuán)隊將6種獨立的測年技術(shù)應(yīng)用于含化石堆積物和化石本身,共獲得157個放射測量測年結(jié)果。這些年代數(shù)據(jù)與孢粉、哺乳動物群以及牙齒穩(wěn)定同位素、微量元素、微磨痕等8個方面的分析結(jié)果相結(jié)合,全方位地展現(xiàn)了步氏巨猿絕滅的前因后果。該團(tuán)隊中的澳方6所大學(xué)共同參與完成了樣品的處理、測試和分析。

在本研究的龐大數(shù)據(jù)集中,測年結(jié)果是起點和基石。這是由于呈現(xiàn)某一物種絕滅的確切原因頗具挑戰(zhàn)性,但首先必須確定該物種從化石記錄中消失的確切時間,才能有一個目標(biāo)明確的時間框架并在此框架下進(jìn)行古環(huán)境分析和攝食行為的還原。相反,如果沒有可靠的測年數(shù)據(jù)支撐,便只能在錯誤的年代區(qū)間被錯誤的線索誤導(dǎo)。

釋光測年測量的是埋藏步氏巨猿化石的堆積物中的光敏感信號,是本研究主要采用的測年技術(shù),同時以直接測定步氏巨猿牙齒化石的釉系法(US)和電子自旋共振法(US-ESR)為補充。通過對化石直接測年,可以確保步氏巨猿化石年代與埋藏它們的堆積物的釋光測年結(jié)果相互印證。如此一來,可以得到全面且可靠的步氏巨猿走向絕滅的窗口和時間線。

進(jìn)一步,該研究通過對孢粉、哺乳動物群、牙齒穩(wěn)定同位素的詳盡分析以及對洞穴堆積物的微觀分析,還原了導(dǎo)致步氏巨猿最終絕滅的環(huán)境條件。進(jìn)而,研究通過牙齒微量元素和微磨痕紋理(DMTA)分析,建立了步氏巨猿繁盛時期和絕滅時期的攝食行為對比模型。雖然有些難以置信,但牙齒組織中確實蘊涵了與物種攝食行為相關(guān)的豐富信息,可以用于深度解讀它們是否面臨生存壓力以及它們的食物資源多樣性、攝食行為規(guī)律性和活動范圍等。

簡而言之,本項綜合研究表明,步氏巨猿絕滅于29.5~21.5萬年前,比人們之前的認(rèn)識要早很多。而在步氏巨猿絕滅之前,它們在食物資源豐富且多樣的森林中盛極一時。

到了距今約70~60萬年前,由于季節(jié)性增強(qiáng),環(huán)境開始變得更加多樣化,致使森林群落的結(jié)構(gòu)開始發(fā)生變化。步氏巨猿的近親猩猩(Pongo)在生存條件發(fā)生變化的同時體型變得更小更靈活,還改變了攝食行為和棲息地偏好。它們的化石顯示了靈活和營養(yǎng)均衡的食物選擇,以及較小的生存壓力。相反,步氏巨猿在其偏好的食物資源匱乏的情況下仍然依賴缺少營養(yǎng)的備選食物,使其食物的多樣性大為減少。盡管如此,它們的體型卻變得越來越大越來越笨重,攝食活動的地理范圍也大為減少。因此,步氏巨猿種群長期面臨生存壓力,且不斷萎縮,最終走向絕滅。

與猩猩這樣生存策略更加靈活的“識時務(wù)者”相比,步氏巨猿稱得上是走到窮途末路的“特立獨行者”,正是這份固執(zhí)和保守導(dǎo)致了滅亡。

當(dāng)前,亟需我們?nèi)ヌ骄课锓N為什么會走向絕滅。正如步氏巨猿絕滅的故事那樣,探討過去懸而未決的絕滅事件的原因,將為我們探索過去及將來靈長類動物的生存韌性以及其他大型動物的命運提供新的起點和啟示。

論文鏈接

圖1.?步氏巨猿復(fù)原圖(Garcia/Joannes-Boyau繪制)

圖2.巨猿生活場景復(fù)原圖(Garcia/Joannes-Boyau繪制)

圖3.廣西崇左喀斯特地貌景觀(張穎奇攝)

圖4.本研究采用的研究方法(潘越供圖)


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