“挑食”让步氏巨猿走上不归路

作者: 潘越

来源: 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

发布日期: 2024-01-11 07:30:50

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等团队研究揭示了步氏巨猿灭绝的原因:在29.5-21.5万年前,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变得脆弱无比,从而决定了它走向灭绝的命运。

2024年1月11日,国际期刊《自然》杂志在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所张颖奇研究员研究团队与澳大利亚、美国等科研团队合作的最新研究成果。本项多学科综合研究揭示了步氏巨猿灭绝的原因:在29.5-21.5万年前,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变得脆弱无比,从而决定了它走向灭绝的命运。

步氏巨猿是唯一在更新世灭绝的大型类人猿,目前仅有4件不完整的下颌和近2000颗牙齿能够向我们证实它的存在。1935年,荷兰古人类学家孔尼华首次发现并命名步氏巨猿。步氏巨猿的直立身高大约3米,是地球上有史以来体型最大的灵长类,其体重可以达到300千克。从系统发育的角度来讲,目前学界普遍认为步氏巨猿可能代表了猩猩类一个特化的旁支,而与人类的亲缘关系相对较远。

为破解步氏巨猿灭绝之谜,自2015年以来,张颖奇研究团队在广西崇左地区持续开展“地毯式”的洞穴调查工作,逐渐摸索并总结出适用于广西喀斯特峰林峰丛地貌的“崖壁洞穴调查方法”,帮助团队高效且系统地开展洞穴调查、评估和发掘工作。

张颖奇团队与国际团队合作从区域性的视角出发,对广西壮族自治区1999年至2020年发现的共22处洞穴化石地点进行了系统性的样品采集,并对所采集样品进行了年龄测定、古环境重建和摄食行为分析。

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,为我们全方位地展现了步氏巨猿灭绝的前因后果。本研究通过测量埋藏步氏巨猿化石的堆积物中的光敏感信号,同时以直接测定步氏巨猿牙齿化石的釉系法和铀系-电子自旋共振联合法为补充,构建了一个全面且可靠的步氏巨猿灭绝时间线,最终分析确定,灭绝窗口被精确锁定在29.5-21.5万年前。

研究团队还通过对孢粉、炭屑、哺乳动物群等详尽分析重建了导致步氏巨猿最终灭绝的环境背景。结果表明,230-70万年前(繁盛期),木本植物占比较大,森林茂盛。70-29.5万年前(过渡期),气候季节性增强,森林群落的结构开始发生变化,非木本植物占比逐渐增加,环境开始变得更加多样化。从20万年前左右(灭绝后期)开始,森林退化,环境更加开阔干燥,草地面积大幅增加。

牙齿组织蕴涵了与物种摄食行为相关的丰富信息,通过步氏巨猿牙齿微量元素和微磨痕纹理分析,研究团队建立了步氏巨猿繁盛时期和灭绝时期的摄食行为对比模型。分析表明,繁盛期时,步氏巨猿的牙釉质和齿质中显示出多条清晰的同步Sr/Ca和Ba/Ca条带,而在接近灭绝窗口期时则转变为较不明显的弥散条带。此外,在繁盛期的步氏巨猿牙齿中还可以看到明显的铅条带,而在灭绝窗口期则变得不明显。

微磨痕分析的结果也表明,步氏巨猿在繁盛期和接近灭绝窗口期时存在明显的食性差异。

综上所述,步氏巨猿灭绝于29.5-21.5万年前,比此前认为要早很多。而230-70万年前,它们在食物资源丰富且多样的森林中盛极一时。对比步氏巨猿的近亲——猩猩,它们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。

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,导致其食物的多样性大为减少。尽管如此,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,最终走向灭绝。

相较于猩猩这样生存策略更加灵活、能够快速适应环境变化的“识时务者”,步氏巨猿更像是一个走到穷途末路、不愿随波逐流的“特立独行者”,正是这份固执与保守导致了它的灭亡。不过,由于颅骨及颅后骨骼化石证据的缺乏,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?在系统树上处在怎样的位置?它们的体型为什么会发生变化?还需科研人员发掘更多关键性化石证据。

探究物种灭绝的原因具有重要意义,如今,我们正面临大规模生物多样性危机的严峻挑战,借鉴步氏巨猿的灭绝历程,洞察远古时期环境与生物的变迁、探讨悬而未决灭绝事件的原因,将为我们理解过去乃至将来灵长类动物的生存韧性以及其他大型动物在不断变化的环境中的适应策略和生存挑战提供新的视角和洞见。

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