史上最大灵长类20多万年前为何绝灭?中外科学家联手破解谜团

发布时间:2024-03-05 19:48:23 来源: sp20240305

   中新网 北京1月11日电 (记者 孙自法)20多万年前,当地球上其他类人猿物种都在生生不息时,有史以来体型最大的灵长类动物——步氏巨猿却走向了绝灭?这个人类的远亲、猩猩的近亲为何绝灭?一直以来都是一个备受关注的未解之谜。

  由中国科学家领衔并联手澳大利亚、美国科研同行的跨学科国际合作团队,通过持续多年野外考察发掘,结合步氏巨猿首次发现和命名近90年来在中国广西洞穴中发现和积累的化石材料,进行全面和深入的研究分析,最新破解了步氏巨猿的绝灭之谜——在29.5万-21.5万年前,正是对摄食行为和食物偏好的执着导致步氏巨猿在面对环境改变时显得脆弱无比,并锁定了其走向绝灭的命运。

步氏巨猿生活场景复原图(Garcia / Joannes-Boyau 绘制)。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所/供图

  这项古生物领域重要研究成果论文,北京时间1月11日凌晨在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)上线发表,将为人们理解过去及将来灵长类动物的生存韧性以及其他大型动物的命运提供新的启示。

  灵长之最:身高体重分别可达3米300公斤

  论文第一作者和共同通讯作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所张颖奇研究员介绍说,230万年至20多万年前,步氏巨猿曾经成群结队地漫步于中国南方的喀斯特地区,其直立身高可以达到3米,体重最大可以达到300公斤,是地球上有史以来体型最大的灵长类。作为人类的“远房亲戚”,步氏巨猿在人类到达该地区之前就已经绝灭了,迄今只有近2000颗牙齿和4件不完整下颌的化石能够证明它们曾经的存在。

张颖奇研究员介绍团队这次破解步氏巨猿绝灭之谜的研究成果。 中新网 记者 孙自法 摄

  他指出,“步氏巨猿的绝灭在古人类学中多少显得有些不可思议”。当时生存于同一地区的其他灵长类可以适应环境并生生不息,貌似强大无比的类人猿步氏巨猿怎么就走向绝灭了呢?这个问题长期以来一直是令人敬而远之的悬案。虽然此前中国科学院古脊椎动物与古人类研究所重新在该地区开展了10多年的系统调查并搜集到更多步氏巨猿的化石证据,但由于缺乏有针对性的系统测年和年代区间明确的古环境分析,步氏巨猿绝灭的原因仍然成谜。

  前因后果:多学科综合研究助力全方位展现

  真正解开步氏巨猿绝灭之谜的多重决定性证据,来自一项错综复杂的多学科综合研究。

  张颖奇表示,为更加全面、更加有针对性地搜集相关信息,研究团队2015年起在中国广西调查了数百处洞穴化石地点并从中选取22处进行样品采集,包括11处产出步氏巨猿化石的地点和11处时代较晚未产出步氏巨猿化石的地点。在此基础上,研究团队将6种独立的测年技术应用于含化石堆积物和化石本身,总共获得157个放射测量测年结果。这些年代数据与孢粉、哺乳动物群以及牙齿稳定同位素、微量元素、微磨痕等8个方面的分析结果相结合,全方位展现出步氏巨猿绝灭的前因后果。

用于这次破解步氏巨猿绝灭之谜研究的步氏巨猿下颌化石材料。 中新网 记者 孙自法 摄

  在本项研究的庞大数据集中,测年结果是起点和基石,这是因为呈现某一物种绝灭的确切原因,首先必须确定该物种从化石记录中消失的确切时间,才能有一个目标明确的时间框架并在此框架下进行古环境分析和摄食行为的还原。

  释光测年测量的是埋藏步氏巨猿化石的堆积物中的光敏感信号,也是本次研究主要采用的测年技术,同时以直接测定步氏巨猿牙齿化石的釉系法和电子自旋共振法为补充。通过对化石直接测年,可以确保其年代与埋藏它们的堆积物的释光测年结果相互印证,并就此得到一个全面且可靠的步氏巨猿走向绝灭的窗口和时间线。

用于这次破解步氏巨猿绝灭之谜研究的步氏巨猿牙齿化石材料。 中新网 记者 孙自法 摄

  研究团队还通过对孢粉、哺乳动物群、牙齿稳定同位素的详尽分析以及对洞穴堆积物的微观分析,还原了导致步氏巨猿最终绝灭的环境条件。随后,根据牙齿组织中蕴涵有与物种摄食行为相关的丰富信息,可以用于深度解读它们是否面临生存压力及其食物资源多样性、摄食行为规律性和活动范围等,研究团队通过牙齿微量元素和微磨痕纹理分析,建立了步氏巨猿繁盛时期和绝灭时期的摄食行为对比模型。

  真相大白:种群长期面临生存压力致走向绝灭

  张颖奇总结说,本项综合研究的结果表明,步氏巨猿的繁盛期为230万-70万年前,过渡期为70万-30万年前,绝灭窗口期29.5万-21.5万年前,其绝灭时间比人们之前的认识要早很多。

  230万-70万年前,步氏巨猿在食物资源丰富且多样的森林中盛极一时。到了约70万-60万年前,由于季节性增强,环境开始变得更加多样化,致使森林群落的结构开始发生变化。

  此时,步氏巨猿的近亲猩猩在生存条件发生变化的同时体型变得更小更灵活,还改变了摄食行为和栖息地偏好,它们的化石显示了灵活和营养均衡的食物选择,以及较小的生存压力。与之相反,步氏巨猿在其偏好的食物资源匮乏的情况下仍然依赖缺少营养的备选食物,使其食物的多样性大为减少。不仅如此,它们的体型却变得越来越大越来越笨重,摄食活动的地理范围也大为减少。因此,其种群长期面临生存压力,且不断萎缩,最终走向绝灭。

步氏巨猿复原图(Garcia / Joannes-Boyau 绘制)。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所/供图

  研究团队表示,此次破解步氏巨猿绝灭之谜只是揭开其重重迷雾的“冰山一角”,由于目前还缺乏步氏巨猿颅骨及颅后骨骼等化石证据,“我们对这一体型硕大的远亲仍然知之甚少,它们栖息在树上还是地面?采取哪种位移行为?在演化系统树上处在怎样的位置?它们的体型为什么会发生变化?……步氏巨猿还有很多谜团,有待今后更多关键性化石证据的发现和研究来逐步解开”。(完)

【编辑:房家梁】