大象为何迁徙?从演化和迁徙史中看到的答案

作者: 王元等

来源: 科学大院

发布日期: 2021-06-24

文章探讨了云南野生亚洲象北迁的原因,从演化和迁徙史的角度分析了亚洲象的生态习性和对环境的适应能力,并指出了全球气候变暖和栖息地变化可能是导致这次北迁的重要因素。

近两个月来,原本栖息在云南西双版纳的15头野生亚洲象一路北迁,路线还与人类的生活区域高度重叠,收获了一路的关注和爱护。从这件事中,有人看到了生命的可爱,有人思考着一路“象”北的原因,还有人看到了中国软实力的增强……作为古生物学者,我们也不由得开始思考:云南的野生亚洲象为何要离开家园?其北迁的动因是什么?昆明1800米的海拔高度对亚洲象的生存是否有隐患?

作为人类,我们应该如何更加科学地保护亚洲象这一濒危物种?长鼻类动物,也就是我们说的大象,现存种类很少,只有亚洲象和非洲象共2属3种。但我们从化石中看到,曾经在地球上生活过的种类很多,分布也很广泛,可以说,象类在史前繁盛一时。

现在,人们对长鼻类化石的研究已有300多年的历史,中科院A类先导专项“地球大数据科学工程”专项中,建立了一个“深骨”平台,旨在总结归纳地球历史上曾经生存过的脊椎动物种类以及它们的地理分布。从“深骨”平台上,我们可以看到,长鼻目包括了10科、44属、大约180种或亚种。除了南极洲和大洋洲,大象曾经分布在地球的各个大陆。迄今发现的最早的长鼻类是北非摩洛哥的初兽,距今约6千万年。

初兽开启了长鼻类的演化历程,之后经历了三次大的扩散事件:1)原始的脊齿型长鼻类在北非的扩散,时代为始新世(距今约5千万年);2)乳齿象类从非洲向欧亚大陆的扩散,时代为早中新世(距今约2千5百万年);3)真象类和剑齿象类的扩散,时代为中新世末(距今约6百万年)。在我国,长鼻类化石是华南第四纪动物群的主要成员,对生物地层划分和古环境变迁的探讨具有重要意义。

最新的化石证据表明,距今258万年至今的第四纪期间,由于古气候和古环境等因素的影响,我国南方长鼻类的演化至少发生了三次属种更替事件。早更新世,我国南方动物群以中华乳齿象、华南剑齿象和步氏巨猿等原始的种类共生为特征,因此这一时期华南的动物群被称为“巨猿—中华乳齿象动物群”。

距今78万年左右,我国南方气候整体变冷变干,使得热带-亚热带森林大量萎缩,这导致了丘脊型齿的中华乳齿象在华南灭绝,而东方剑齿象替代华南剑齿象,成为中更新世“大熊猫—剑齿象动物群”的骨干成员。

现生亚洲象及其地史分布图(图片来源:维基网基础上,由王浩瀚绘制)中科院古脊椎动物与古人类研究所“地球大数据科学工程”专项的科学家们近年来利用牙齿的3D微痕质地分析技术和牙釉质的碳、氧同位素分析技术,对华南地区更新世上述三种不同时期的化石象类的食性及古环境进行了综合分析。

研究发现,华南早更新世的中华乳齿象与横跨整个更新世的剑齿象主要喜欢吃树的嫩叶,亚洲象则是混食性的动物,相对没那么挑食,既吃草又吃树叶。我们可以观察到,现在亚洲象主要栖息于亚洲南部热带雨林、季雨林及林间的沟谷、山坡、草地、竹林及宽阔地带,这也和它的食谱有关,它的齿冠(齿冠也叫冠齿,指牙齿外露于口腔的部位)更高,可以食用营养相对匮乏、难以咀嚼、对臼齿磨耗更大的粗食。

亚洲象的生态习性相对多样化,它可以在森林和灌丛中生存,但更喜欢在山坡和草地等宽阔地带活动,对环境适应能力较强。尽管如此,亚洲象对于气候和环境的变化仍非常敏感,在历史上曾经进行过多次大规模的东西向或南北向的迁移,中更新世晚期从南亚自西向东扩散至我国南方,以及晚更新世期间在我国南方广泛的迁徙都在气候相对温暖湿润的间冰期。

近年来,全球气候变暖的趋势日益显著,我们推测,这次云南野象群的北迁事件也与全球变暖的气候背景密切相关。近几十年来,我国在保护野生亚洲象方面做了大量细致而卓有成效的工作,西双版纳地区亚洲象的种群数量也增长了一倍多,但对于亚洲象栖息地的理解却一直有偏差。就像我们前面说到的,亚洲象与已经灭绝的剑齿象不同,它并不是一种纯森林型的动物。

亚洲象可以在相对密闭的森林里生存,但更偏爱在近水且相对开阔的灌丛和草地活动,呈现出生态习性的多样化。但实际情况是,我国在西双版纳为亚洲象建立的自然保护区绝大部分都属于森林生态系统保护类型,“计划烧除”与“开天窗”被禁止,森林密闭度迅速增加,林中空地、林窗逐步消失,影响了森林中草本与藤本植物的有效更替。

换言之,森林密闭度高,乔木树冠彼此相接遮蔽地面,导致亚洲象的主要食物减少,其最钟爱的栖息环境也在逐渐缩小。这应该是驱使野象群离开西双版纳向北迁徙的另外一大因素,它们作为“先驱者”,北迁很可能是为了寻找更舒适的栖息地。

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