以中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所鄧濤研究員為首的中外科學(xué)家在2011年9月2日出版的《科學(xué)》雜志上報道了在西藏喜馬拉雅山西部高海拔的札達盆地發(fā)現(xiàn)的一個上新世哺乳動物化石組合,其中包含了已知最原始的披毛犀。冰期動物群長期以來已被認識到與更新世的全球變冷事件密切相關(guān),其中的動物也表現(xiàn)出對寒冷環(huán)境的適應(yīng),如體型巨大,身披長毛,并具有能刮雪的身體構(gòu)造,以猛犸象和披毛犀最具代表性。這些令人倍感興趣的絕滅動物一直受到廣泛的關(guān)注,它們的上述特點曾經(jīng)被假定是隨著第四紀冰蓋擴張而進化出來的,即這些動物被推斷可能起源于高緯度的北極圈地區(qū),但一直沒有可信的證據(jù)。鄧濤等人根據(jù)來自西藏的新化石材料證明,冰期動物群的一些成員在第四紀之前已經(jīng)在青藏高原上演化發(fā)展。冬季嚴寒的高海拔青藏高原成為冰期動物群的“訓(xùn)練基地”,使它們形成對冰期氣候的預(yù)適應(yīng),此后成功地擴展到歐亞大陸北部的干冷草原地帶。這一新的發(fā)現(xiàn)推翻了冰期動物起源于北極圈的假說,證明青藏高原才是它們最初的演化中心。
在札達盆地發(fā)現(xiàn)的新種西藏披毛犀(Coelodonta thibetana),其生存時代為約370萬年前的上新世中期,它在系統(tǒng)發(fā)育上處于披毛犀譜系的最基干位置,是目前已知最早的披毛犀記錄。隨著冰期在280萬年前開始顯現(xiàn),西藏披毛犀離開高原地帶,經(jīng)過一些中間階段,最后來到歐亞大陸北部的低海拔高緯度地區(qū),與牦牛、盤羊和巖羊一起成為中、晚更新世繁盛的猛犸象-披毛犀動物群的重要成員。
在札達盆地發(fā)現(xiàn)的西藏披毛犀化石材料包括同一成年個體的頭骨、下頜骨和頸椎,化石地點位于西藏阿里地區(qū)札達縣城東北10公里處,在地層上產(chǎn)自札達組上部的細粒沉積物中。由多國科學(xué)家組成的研究小組對這些化石材料及其札達盆地的地質(zhì)和環(huán)境背景進行了廣泛深入的研究,這些科學(xué)家來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所、美國洛杉磯自然歷史博物館、芬蘭赫爾辛基大學(xué)、佛羅里達州立大學(xué)、南加州大學(xué)、德克薩斯大學(xué)和甘肅省博物館。
西藏披毛犀的頭骨具有相當(dāng)長的面部。粗糙面占據(jù)了整個鼻骨背面,由此指示它在活著的時候具有一只巨大的鼻角。額骨上一個寬而低的隆起指示它還有一只較小的額角。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,西藏披毛犀是一種進步的雙角犀。在披毛犀支系內(nèi),西藏披毛犀與泥河灣披毛犀相比鼻骨更長,枕面更傾斜,各個披毛犀種按進步性狀排列,其終點是晚更新世的披毛犀。
與身披長毛的猛犸象和現(xiàn)代牦牛一樣,作為西藏披毛犀后代的晚更新世披毛犀也具有厚重的毛發(fā),可以起到保溫的作用,由此強烈地表明它適應(yīng)于寒冷的苔原和干草原上的生活。非常寬闊的鼻骨和骨化的鼻中隔指示西藏披毛犀有兩個相當(dāng)大的鼻腔,增加了在寒冷空氣中的熱量交換。除了用厚重的毛發(fā)和龐大的體型來保存熱量,披毛犀的頭骨和鼻角組合也與寒冷的條件相適應(yīng)。披毛犀長而側(cè)扁的角呈前傾狀態(tài),用以在冬季刮開冰雪,從而找到取食的干草。這些頭骨特征與細長濃密的毛發(fā)相結(jié)合,清楚地顯示披毛犀能夠在寒冷的雪原中生存。西藏披毛犀的頭骨形態(tài)不僅證明其已經(jīng)具備了刮雪的形態(tài)功能,而且還指示其已產(chǎn)生與晚更新世后代一致的預(yù)適應(yīng)性狀。披毛犀的存在說明札達盆地在上新世時的高度達到甚至高于現(xiàn)在的海拔,因此形成了冬季漫長的零下溫度環(huán)境。適應(yīng)寒冷氣候的第四紀冰期動物群的起源,原來一直在上新世和早更新世的極地苔原和干冷草原上尋找。現(xiàn)在,通過鄧濤等人的研究發(fā)現(xiàn),實際上高高隆升的青藏高原上的嚴酷冬季已經(jīng)為歐亞大陸和北美晚更新世冰期動物群的一些成功種類提供了寒冷適應(yīng)進化的最初階段。
該項研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目和科技部973項目的大力支持。
圖1:西藏披毛犀的頭骨和下頜骨標(biāo)本(鄧濤供圖)
圖2:西藏披毛犀復(fù)原圖(Julie Naylor繪)
圖3:西藏披毛犀頭骨外形再造(鄧濤供圖)
圖4:披毛犀的起源、遷徙和分布(鄧濤供圖)
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