胡珉琦 滕文鈺
巨犀,史上體型最大的陸生哺乳動(dòng)物,約4000 萬(wàn)~2200 萬(wàn)年前生活于歐亞大陸。它們的體型增長(zhǎng)極快,留下了一個(gè)重要的演化之謎。
近日,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(以下簡(jiǎn)稱古脊椎所)科研團(tuán)隊(duì)報(bào)道了寧夏回族自治區(qū)靈武市早漸新世晚期清水營(yíng)組發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)噶爾巨犀,并推算了包括其在內(nèi)的多數(shù)巨犀的體重。相關(guān)成果在線發(fā)表于國(guó)際期刊《歷史生物學(xué)》。
靈武地區(qū)的化石多樣性豐富, 巨犀是其中的典型代表。過(guò)去,科學(xué)家曾以多種方法估計(jì)出巨犀的體重集中在15~20 噸。在這項(xiàng)研究中,科研人員以多種現(xiàn)生哺乳動(dòng)物的肢骨作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),無(wú)合適肢骨的以牙齒作為補(bǔ)充,推算出了16 種巨犀的體重。其中,原始的沙拉木倫始巨犀體重約為1.5 噸,而進(jìn)步的準(zhǔn)噶爾巨犀超過(guò)20 噸。
論文通訊作者、古脊椎所所長(zhǎng)鄧濤介紹,按照體重增長(zhǎng)的速率,這項(xiàng)研究把巨犀的體型演化分為了三個(gè)階段。
祖先階段,是從祖犀到始巨犀的演化。在早始新世的氣候適宜期之后,全球溫度持續(xù)下降。受到這種影響,巨犀早期階段的生存環(huán)境變得相對(duì)開闊和干旱。在此期間,巨犀的體重增加并未超過(guò)犀超科的最大增長(zhǎng)率。但以這種增長(zhǎng)速度,生活在中始新世晚期到晚始新世早期(4200萬(wàn)~3800 萬(wàn)年前)的沙拉木倫始巨犀已成為當(dāng)時(shí)最大的陸生哺乳動(dòng)物之一。
第二階段為始巨犀到晚始新世晚期額爾登巨犀的演化。這也是巨犀進(jìn)化史上體重增長(zhǎng)最快的時(shí)期,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了犀超科任何支系的增長(zhǎng)速度。中間額爾登巨犀重約5噸,是生活在同一環(huán)境中的最大動(dòng)物之一。古近紀(jì)中國(guó)中西部位于30°~ 50°的緯度有一干旱帶,氣候與現(xiàn)在的稀樹草原相似,巨犀能夠在這樣的環(huán)境中長(zhǎng)距離遷徙。
第三階段是進(jìn)步的巨犀在漸新世分化的時(shí)期,目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)巨犀都是這一階段的產(chǎn)物。在始新世和漸新世之交的另一次劇烈轉(zhuǎn)寒事件之后,額爾登巨犀屬滅絕,出現(xiàn)了更龐大的巨犀,如巨犀屬和準(zhǔn)噶爾巨犀屬。在這一階段,巨犀的體重增長(zhǎng)速率通常介于前兩個(gè)階段之間。靈武的巨犀化石產(chǎn)于一套淺灰綠色砂質(zhì)泥巖中,其中含有厚度超過(guò)5 厘米的石膏層。一些骨骼化石中也充滿石膏,反映了當(dāng)時(shí)相對(duì)干旱的環(huán)境。此時(shí)出現(xiàn)了幾種巨犀共存的場(chǎng)面。由于體型巨大,這些犀牛可能無(wú)法適應(yīng)森林環(huán)境,因此它們沒有到達(dá)比東亞更溫暖、更濕潤(rùn)的西歐地區(qū)。
除巨犀外,研究團(tuán)隊(duì)還選取了多種犀超科的類群作為對(duì)比和背景,發(fā)現(xiàn)許多分支都呈現(xiàn)出體型增長(zhǎng)的趨勢(shì),而巨犀的增長(zhǎng)幅度和速率遠(yuǎn)大于其他支系。從漸新世晚期到中新世早期,巨犀滅絕后,板齒犀類群和真犀類群開始向增大的方向進(jìn)化。板齒犀以逐漸繁茂的草本植物為食。研究人員解釋,也許是由于缺乏長(zhǎng)頸從而不能以高大樹木的葉子為食,板齒犀的體重增長(zhǎng)率和上限遠(yuǎn)低于巨犀的水平。
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