该研究显示,大象及其祖先是被全球极端环境变化浪潮推向了灭绝,而不是由于早期人类的过度捕猎。
冰河时代或大陆板块移动等地球历史事件是长鼻目进化成功的主要原因,但也导致了它们的衰落。这是一个来自西班牙、芬兰、英国、德国和阿根廷的国际研究团队7月1日发表在《自然-生态与进化》杂志上研究的主要结论。
根据化石的发现,我们知道,绝大多数曾经生活在地球上的物种已经灭绝。例如,现在地球上大约有五千五百种哺乳动物,但我们知道至少有十六万个化石物种,因此对于每一个现存的哺乳动物物种,就有至少三十个灭绝的物种。因此,我们非常确定地知道,生物的谱系在巨大的时间尺度上来来去去。但究竟是什么因素导致了这些谱系的产生和消失,仍然是个悬而未决的问题。
四百万年前,*昏降临在东非的图尔卡纳盆地,在那里,我们早期直立行走的猿类祖先,湖畔南方古猿(前景),和几个共存的长鼻动物物种共享他们的栖息地,作为壮观的食草动物群落的一部分,其中包括一些今天富有魅力的东非动物的祖先。(来源:JuliusCsotonyi)
为了更深入地研究这个问题,该团队把重点放在了一个有魅力的群体上:长鼻目动物,其中包括今天的大象,还包括已经灭绝的猛犸象、乳齿象和恐龙。长鼻目动物的历史是兴盛与衰落的历史。他们对大象及其祖先的兴衰进行了迄今为止最详细的分析,研究了个不同物种如何适应,跨越了始于北非的六千万年进化历程。为了探究这一丰富的进化历史,该团队调查了全球各地博物馆的化石收藏,从伦敦的自然历史博物馆到莫斯科的古生物研究所。通过研究身体大小、头骨形状和牙齿咀嚼面等特征,他们发现所有长鼻动物都属于八组适应性策略之一。
虽然今天亚洲和非洲只剩下三种大象,但我们知道这些动物的化石超过种,它们也曾生活在欧洲、南美洲和北美洲。“在过去,这些庞大的动物有三十多种同时生活在地球上,而且许多生态系统是如此的多产和复杂,以至于三种或更多的长鼻目动物一起生活在同一个生态系统中并不罕见,”该论文首席作者、西班牙阿尔卡拉大学(UniversityofAlcalá)研究员JuanLópezCantalapiedra解释道。“我们的研究首次对长鼻目动物在非洲以外扩散的直接影响进行了量化。”
(作品来源:ZdeněkBurian)
正如他们能够证明的那样,长鼻目动物并非总是如此的多样化。在它们历史的最初三千万年里,这个群体仅限于非洲和阿拉伯,它们共同形成了一个与今天的亚洲不相连的孤立大陆。在那之前,这些动物的进化非常缓慢,已存在的少数物种在生态上很相似。但大约两千二百万年前,非洲-阿拉伯与欧亚大陆相连,长鼻目动物遍布世界各地。分散在非洲-阿拉伯以外的谱系所面临的新挑战使该群体的生态得以繁殖。这些物种出现了形状千差万别的牙齿,包括奇怪的铲形象牙。“这种生态多样性减少了物种之间的竞争,并允许一些物种在同一时间生活在同一个生态系统中,”论文的共同作者之一、德国柏林自然博物馆(MuseumfürNaturkundeBerlin)研究员FernandoBlanco指出。这标志着长鼻目*金时代的开始。“如果非洲-阿拉伯和欧亚大陆之间的联系没有发生,或者发生在不同的时间,长鼻目动物的进化史将会完全不同,”Blanco补充道。
此项新研究还揭示了导致该群体最终衰落的因素。七百万年前,现代草原生态系统遍布所有大陆,由于这种变化,许多适应森林地区生活的长鼻动物消失了。然而,与此同时,新的物种出现了,它们能够以营养较少的植物作为食材,比如木材,并且尤其是热带稀树草原上典型的草。今天的大象就是这些新进化的物种之一。
在六千万年的进化过程中长鼻目动物形态的差异。(来源:óscarSanisidro)
大约三百万年前,随着冰河时代的到来,游戏规则再次发生了变化。在欧亚大陆和非洲,灭绝率增加了五倍。但正如研究人员能够证明的那样,十六万年前的欧亚大陆和七万五千年前的美洲的物种灭绝率上升得更快。Cantalapiedra表示:“值得注意的是,这些年份并不能区分物种灭绝的确切时间,而是表明了在各自大陆上的长鼻动物面临更高灭绝风险的时间点。”人类是否应对这场灾难负责?“那个时候,智人还没有到达这些大陆,”Cantalapiedra解释说。此项分析表明,物种灭绝的不同阶段与冰河时代导致的全球气温下降和快速波动有关。“我们祖先的影响可能导致了少数幸存物种的灭绝,比如稍晚一些的猛犸象。”
(文/牛静美)
《自然-生态与进化》论文:《长鼻类生态多样性的兴衰》