遠古巨犀為何向越大越重演化?中國科學家揭開謎團
2022年07月15日 09:07 來源:中國新聞網(wǎng)
產自寧夏靈武的巨犀化石骨架!∴嚌龍F隊 供圖
產自寧夏靈武的巨犀化石骨架!∴嚌龍F隊 供圖

  中新網(wǎng)北京7月14日電 (記者 孫自法)作為史上體型最大的陸生哺乳動物,巨犀雖然已經(jīng)滅絕,但其在距今約4200萬-2200萬年間體型越來越大、體重越來越重的快速演化之謎,長期以來備受古生物學界關注。

  中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)鄧濤團隊對巨犀持續(xù)開展研究,他們最新完成的早漸新世晚期(距今約3000萬年)“準噶爾巨犀”骨架化石研究結果表明,巨犀因適應當時全球氣候日益變冷的需要,在約兩千萬年內體型演化成龐然大物,體重也相應激增10多倍,由最初1.5噸增至絕滅時的20多噸。

犀超科的體重演化!∴嚌龍F隊 供圖
犀超科的體重演化。 鄧濤團隊 供圖

  這項重建巨犀體型演化過程及其古環(huán)境驅動機制的重要研究成果論文,近日在國際專業(yè)學術期刊《歷史生物學》(Historical Biology)在線發(fā)表,從而揭開了巨犀體型體重向越大越重演化的謎團。

  論文通訊作者鄧濤研究員在北京接受中新網(wǎng)記者專訪介紹說,巨犀是犀超科中一個獨特的支系,約4200萬-2200萬年前生活于歐亞大陸,主要在中國、巴基斯坦、哈薩克斯坦和蒙古,也零星發(fā)現(xiàn)于東歐等地區(qū)。巨犀在演化過程中體型增長極快,其體型和體重演化具有重要的生態(tài)意義。此前,學界對巨犀的體重已有多次探討,但對整個巨犀支系的體型演化研究還較為空缺。

巨犀體型演化復原圖及其與氣候環(huán)境的關系。 鄧濤團隊 供圖
巨犀體型演化復原圖及其與氣候環(huán)境的關系!∴嚌龍F隊 供圖

  為此,他指導論文第一作者、中科院古脊椎所碩士研究生李世杰等團隊成員,對產自寧夏回族自治區(qū)靈武市、保存在陜西府谷畢業(yè)古生物博物館的“準噶爾巨犀”骨架進行深入研究,并推算出包括其在內的多數(shù)巨犀的體重。

  本次研究發(fā)現(xiàn),原始的“沙拉木倫始巨犀”體重約為1.5噸,進步的“準噶爾巨犀”超過20噸。按照體重增長的速率,研究團隊將巨犀的體型演化分為三個階段:早、中始新世(約5000萬年-4500萬年前),始巨犀之前增長相對緩慢;晚始新世(約4000萬年前),始巨犀到“額爾登巨犀”的演化中體重迅速增長;漸新世(約3000萬年前),巨犀體型發(fā)生分化,產生體重增長依然迅速的“準噶爾巨犀”和體型反而縮小的“吐魯番巨犀”等不同分支。

鄧濤研究員科普解讀巨犀演化最新研究成果。 中新網(wǎng)記者 孫自法 攝
鄧濤研究員科普解讀巨犀演化最新研究成果!≈行戮W(wǎng)記者 孫自法 攝

  鄧濤指出,具體而言,在巨犀演化的第一個階段即其祖先階段,是從祖犀到始巨犀的進化。在早始新世的氣候適宜期之后,全球氣溫持續(xù)下降。在此期間,巨犀的體重增加未超過犀超科的最大增長率,但以這種增長速度,生活在中始新世晚期到晚始新世早期(約4200萬-3800萬年前)的“沙拉木倫始巨犀”也已成為當時最大的陸生哺乳動物之一,其較大體型可有效抵御小型食肉動物的攻擊。此外,始巨犀的肢骨比例與馬相似,其四肢的形態(tài)也表明,它擅長快速奔跑,也能更容易逃脫捕食者。

  第二階段為始巨犀到晚始新世晚期“額爾登巨犀”的演化,這是巨犀進化史上體重增長最快的時期,“中間額爾登巨犀”重約5噸,是生活在同一環(huán)境中的最大動物之一,體型大不僅可以抵御食肉動物的攻擊,還有利于取食高處的樹葉,也有助于減少熱量損失,以抵御始新世晚期持續(xù)的寒冷環(huán)境。同時,“額爾登巨犀”的分布也從中國北方向南擴散到云南,實現(xiàn)長距離遷徙。

  第三階段是進步的巨犀在漸新世分化的時期,目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)巨犀化石都是這一階段的產物。在始新世和漸新世之交的另一次劇烈轉寒事件之后,“額爾登巨犀”屬滅絕,被更龐大的巨犀如巨犀屬和準噶爾巨犀屬取而代之。在這一階段,巨犀的體重增長速率通常介于前兩個階段之間。

  鄧濤說,靈武的巨犀化石產于一套淺灰綠色砂質泥巖中,其中含有厚度超過5厘米的石膏層,一些骨骼化石中也充滿石膏,反映出當時相對干旱的環(huán)境。根據(jù)古生態(tài)重建,漸新世中亞地區(qū)年平均氣溫可達10-20℃,生態(tài)類型主要為溫帶闊葉林、灌木和稀樹草原,已擴大分布范圍的巨犀在其生態(tài)位中逐漸分化,并且?guī)追N巨犀共存。不過,由于體型巨大,這些巨犀可能無法適應森林環(huán)境,因此沒有到達比東亞更溫暖、更濕潤的西歐地區(qū)。

  他透露,研究團隊這次還選取多種犀超科類群進行對比分析,結果顯示,總體來說,犀超科許多分支都呈現(xiàn)出體型增長的趨勢,而巨犀的增長幅度和速率遠大于其他支系。巨犀滅絕后,犀超科的板齒犀類群和真犀類群開始向增大的方向進化,但它們的體重增長率和上限遠低于巨犀。(完)

原標題:遠古巨犀為何向越大越重演化?中國科學家最新研究揭開謎團

編輯:葉霖嘉