
巨猿悲歌——都是“偏食”惹的禍?
多學科綜合研究破解步氏巨猿滅絕之謎
▲巨猿生活場景復原圖。(Garcia Joannes-Boyau繪製)
《金剛》《猩球崛起》《丁丁曆險記·神秘的雪人》《冰河時代4》……從上世紀起,一連串耳熟能詳的影視圖書故事主角,不約而同地指向了人類又愛又怕的遠親——巨猿。雖然文藝作品想象成分居多,但這些故事的原型——高達3米、最大體重300公斤、史上最巨大的靈長類動物確實在地球上生活過。
1月11日,《自然》(Nature)雜誌在線發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱“古脊椎所”)張穎奇研究團隊與來自澳大利亞、美國等地多個科研團隊合作完成的最新研究成果,揭示出靈長類“巨無霸”——步氏巨猿滅絕的原因:在29.5萬至21.5萬年前,對攝食行為和食物偏好的執着導致它們在環境改變時脆弱無比,從而鎖定了走向滅絕的命運。
迷霧重重
時間倒回20世紀初,周口店“北京人”等重要化石發現,把古生物學家的目光引向東亞。當時,人類的“非洲起源説”(近年來,新的證據再次糾正這個單一起源説)尚未確立,東方大陸成了很多學者尋找遠古人類化石的新方向。
1935年,荷蘭古人類學家孔尼華在香港的中藥鋪發現了一個巨大的、和人類牙齒非常像的類人猿牙齒。經過研究,他認為這是一種新的類人猿,命名為步氏巨猿。名字中的“步氏”是為了紀念前一年在中國去世的加拿大解剖學家步達生——中國猿人北京種(俗稱“北京人”)的命名者。
步氏巨猿被命名20年後,廣西崇左的大新縣,曾挖出“北京人”頭蓋骨的裴文中,在一個山洞裏找到了步氏巨猿的牙齒化石,確定了步氏巨猿來自中國廣西。
時隔不久,1956年,廣西的一位老鄉覃秀懷在山洞裏挖硝土做肥料時發現了一些“龍骨”。當時他要把這些龍骨拿到供銷社去賣,正好被一個有學問的人看到,建議他捐獻給國家。於是,覃秀懷找到的這些龍骨幾經周折,終於轉到了裴文中手上。
這正是步氏巨猿的下頜!下頜骨是脊椎動物演化的重要證據,也是判斷靈長類親緣關係和製作復原模型的重要參考。科學家們非常興奮,馬上把工作重心轉到這個老鄉找到的柳城巨猿洞。在1957年到1963年間,又從這個洞裏發現了兩件步氏巨猿下頜,還有單個牙齒1000多件,以及很多其他物種的化石。
但是,迄今為止,科學家們對這種史前巨獸的了解仍然十分有限,僅有4件不完整的下頜和近2000顆牙齒能證實這種地球上有史以來體型最大的靈長類動物的存在。據此前研究估算,步氏巨猿的直立身高大約3米,體重最重可以達300千克。目前學界普遍認為,巨猿可能代表了猩猩類的一個特化旁支,通俗講就是現生紅毛猩猩的兄弟,與人類的親緣關係相對較遠。這種曾經廣泛分佈於中國南方喀斯特地區的巨型猿類,在人類到達這片土地之前已經滅絕。由此,步氏巨猿也成了唯一在更新世滅絕的大型類人猿。
步氏巨猿的滅絕在古人類學中一直是一個令人費解的謎團:當時生存在同一地區的其他靈長類動物都成功適應了環境並繁衍生息,為何唯獨這種體型龐大的巨猿走向滅絕?此前,古脊椎所科研團隊重新在該地區開展了十餘年系統的古生物學調查,雖然蒐集到更多步氏巨猿的化石證據,但由於缺乏有針對性的系統測年和年代區間明確的古環境分析,其滅絕原因仍然困擾着我們。
“洞”察秋毫
破解步氏巨猿滅絕之謎的關鍵是多學科研究深度融合,而多學科綜合分析方法的加持讓一切成為可能。為了找到更多相關的化石線索,2015年以來,張穎奇研究團隊在廣西崇左地區持續開展“地毯式”的洞穴調查。團隊和戶外探險專家合作,逐漸摸索總結出適用於喀斯特峰林地貌的“崖壁洞穴調查方法”,科學家們化身“人猿泰山”探洞尋找“猿人”,戶外達人“兼職”化石“獵人”。面對記者的好奇,張穎奇對飛身探洞的風險與艱辛卻一帶而過,對他而言,“調查和決策是最難的”。
重新調查以來,發現步氏巨猿化石最多的“展望洞”,就在高速公路旁的崖壁上。那段時間,團隊每天都經過這裡去其他點挖掘,也正值找化石遇到瓶頸期,有一天張穎奇説要不看看這個洞吧,沒想到後來這成了化石發現最多的洞。更沒想到的是,他自己進去轉了一圈什麼都沒發現,正要打道回府,頭前開路的探洞專家崔慶武先挖到了一個巨猿牙齒化石,“阿里巴巴”的山洞開門了。看似偶然,背後是十幾年以及前輩們幾輪大篩查積累經驗找到的“感覺”,科學發現往往是這樣一個個偶然串成的必然。
紛繁複雜的多學科綜合研究和相互印證,為破解步氏巨猿滅絕之謎提供了多重決定性證據,滅絕窗口最後被精確鎖定在29.5萬至21.5萬年前。研究團隊通過對孢粉、炭屑、哺乳動物群等詳盡分析,重建了導致步氏巨猿最終滅絕的環境背景——
230萬至70萬年前,當地木本植物多,森林茂盛,是巨猿的繁盛期;70萬至29.5萬年前,氣候季節性增強,森林群落結構開始變化,非木本植物佔比逐漸增加,環境開始變得更加多樣化,巨猿進入過渡期;20萬年前左右,森林開始退化,環境更加開闊乾燥,草地面積大幅增加,巨猿滅絕後期開始。
通過牙齒分析,它們曾在食物資源豐富且多樣的森林中盛極一時。可惜隨着環境改變,步氏巨猿在其偏好的食物資源匱乏後,依賴的備選食物缺少營養,導致其食物的多樣性大為減少。但它們的體型卻變得越來越大,越來越笨重,攝食活動的地理範圍也大為減少。因此,其種群長期面臨生存壓力,不斷萎縮,最終走向滅絕。步氏巨猿的近親猩猩在生存條件發生變化時體型變得更小更靈活,還改變了攝食行為和棲息地偏好。
相較於猩猩這樣生存策略更加靈活、能夠快速適應環境變化的“識時務者”,步氏巨猿更像是一個走到窮途末路、不願隨波逐流的“特立獨行者”,正是這份固執與保守導致了它的滅亡。
步氏巨猿滅絕的時間,比人們之前的認知要早很多。從巨猿發現伊始到20世紀中晚期,曾經的主流觀點還有“人類先祖説”“人猿競爭説”等推測,現在這個最新認知,至少讓人類愧疚之心少了許多,畢竟有案可查的因人而滅的物種已不在少數。但解開巨猿的滅絕之謎,絕不僅僅是讓人類暫且釋懷,仍然對我們有巨大的啟示和警示。
以古鑒今
雖然“人類祖先説”早已被推翻,步氏巨猿只是靈長類動物演化樹上的一個旁枝,但仍是滅絕物種中和人類親緣關係相對較近的。古脊椎所的鄧濤所長認為,“步氏巨猿是在約8萬年的窗口期裏滅絕的物種,這個時間段在演化史上很短,但對人類來講已經非常漫長了。工業革命以來,很多生物都是在一兩百年時間內滅絕的。我們所擔憂的全球溫度上升正在不斷加速,這對人類賴以生存的生態系統,比如植被類型,甚至糧食生産會造成非常大的影響。而反觀巨猿繁盛時期,個體總量也是非常少的,理論上當時的環境養活它們壓力要小很多。可這種曾經在南方森林裏佔優勢地位的物種,還是因為‘固執’最終滅絕。對於面臨‘第六次物種大滅絕’風險的地球‘現住戶’,不啻是一記遙遠的警鐘”。鄧濤認為,地球面臨生態環境危機時,一定可以從我們這些遠親的經歷中獲得啟示。
遺憾的是,由於顱骨及顱後骨骼化石證據的缺乏,科學家們現在對這一體型碩大的遠親仍然知之甚少。它們棲息在樹上還是地面?行動方式是什麼樣的?它們的體型為什麼會越來越大?想要解答諸如此類的許多問題,還要等待今後更多關鍵性化石證據的發現。
如今,我們正面臨大規模生物多樣性危機的嚴峻挑戰,迫切需要深入探究物種滅絕的原因。人類前世無緣和巨猿同行,今生除了在影視中圓夢,更應借鑒步氏巨猿的滅絕歷程,洞察遠古時期環境與生物的變遷,探討懸而未決滅絕事件的原因,這將為我們理解過去及至將來靈長類動物的生存韌性,以及其他大型動物在不斷變化環境中的適應策略和生存挑戰,提供新的視角和洞見。
(新華每日電訊記者李牧鳴)