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远古巨犀为何向越大越重演化?中国科学家最新研究揭开谜团

华夏经纬网 > 文化 > 考古发现      2022-07-15 11:11:14

  中新网北京7月14日电 (记者 孙自法)作为史上体型最大的陆生哺乳动物,巨犀虽然已经灭绝,但其在距今约4200万-2200万年间体型越来越大、体重越来越重的快速演化之谜,长期以来备受古生物学界关注。

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产自宁夏灵武的巨犀化石骨架。 邓涛团队 供图

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)邓涛团队对巨犀持续开展研究,他们最新完成的早渐新世晚期(距今约3000万年)“准噶尔巨犀”骨架化石研究结果表明,巨犀因适应当时全球气候日益变冷的需要,在约两千万年内体型演化成庞然大物,体重也相应激增10多倍,由最初1.5吨增至绝灭时的20多吨。

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犀超科的体重演化。 邓涛团队 供图

  这项重建巨犀体型演化过程及其古环境驱动机制的重要研究成果论文,近日在国际专业学术期刊《历史生物学》(Historical Biology)在线发表,从而揭开了巨犀体型体重向越大越重演化的谜团。

  论文通讯作者邓涛研究员在北京接受中新网记者专访介绍说,巨犀是犀超科中一个独特的支系,约4200万-2200万年前生活于欧亚大陆,主要在中国、巴基斯坦、哈萨克斯坦和蒙古,也零星发现于东欧等地区。巨犀在演化过程中体型增长极快,其体型和体重演化具有重要的生态意义。此前,学界对巨犀的体重已有多次探讨,但对整个巨犀支系的体型演化研究还较为空缺。

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巨犀体型演化复原图及其与气候环境的关系。 邓涛团队 供图

  为此,他指导论文第一作者、中科院古脊椎所硕士研究生李世杰等团队成员,对产自宁夏回族自治区灵武市、保存在陕西府谷毕业古生物博物馆的“准噶尔巨犀”骨架进行深入研究,并推算出包括其在内的多数巨犀的体重。

  本次研究发现,原始的“沙拉木伦始巨犀”体重约为1.5吨,进步的“准噶尔巨犀”超过20吨。按照体重增长的速率,研究团队将巨犀的体型演化分为三个阶段:早、中始新世(约5000万年-4500万年前),始巨犀之前增长相对缓慢;晚始新世(约4000万年前),始巨犀到“额尔登巨犀”的演化中体重迅速增长;渐新世(约3000万年前),巨犀体型发生分化,产生体重增长依然迅速的“准噶尔巨犀”和体型反而缩小的“吐鲁番巨犀”等不同分支。

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  邓涛研究员科普解读巨犀演化最新研究成果。 中新网记者 孙自法 摄

  邓涛指出,具体而言,在巨犀演化的第一个阶段即其祖先阶段,是从祖犀到始巨犀的进化。在早始新世的气候适宜期之后,全球气温持续下降。在此期间,巨犀的体重增加未超过犀超科的最大增长率,但以这种增长速度,生活在中始新世晚期到晚始新世早期(约4200万-3800万年前)的“沙拉木伦始巨犀”也已成为当时最大的陆生哺乳动物之一,其较大体型可有效抵御小型食肉动物的攻击。此外,始巨犀的肢骨比例与马相似,其四肢的形态也表明,它擅长快速奔跑,也能更容易逃脱捕食者。

  第二阶段为始巨犀到晚始新世晚期“额尔登巨犀”的演化,这是巨犀进化史上体重增长最快的时期,“中间额尔登巨犀”重约5吨,是生活在同一环境中的最大动物之一,体型大不仅可以抵御食肉动物的攻击,还有利于取食高处的树叶,也有助于减少热量损失,以抵御始新世晚期持续的寒冷环境。同时,“额尔登巨犀”的分布也从中国北方向南扩散到云南,实现长距离迁徙。

  第三阶段是进步的巨犀在渐新世分化的时期,目前发现的大多数巨犀化石都是这一阶段的产物。在始新世和渐新世之交的另一次剧烈转寒事件之后,“额尔登巨犀”属灭绝,被更庞大的巨犀如巨犀属和准噶尔巨犀属取而代之。在这一阶段,巨犀的体重增长速率通常介于前两个阶段之间。

  邓涛说,灵武的巨犀化石产于一套浅灰绿色砂质泥岩中,其中含有厚度超过5厘米的石膏层,一些骨骼化石中也充满石膏,反映出当时相对干旱的环境。根据古生态重建,渐新世中亚地区年平均气温可达10-20℃,生态类型主要为温带阔叶林、灌木和稀树草原,已扩大分布范围的巨犀在其生态位中逐渐分化,并且几种巨犀共存。不过,由于体型巨大,这些巨犀可能无法适应森林环境,因此没有到达比东亚更温暖、更湿润的西欧地区。

  他透露,研究团队这次还选取多种犀超科类群进行对比分析,结果显示,总体来说,犀超科许多分支都呈现出体型增长的趋势,而巨犀的增长幅度和速率远大于其他支系。巨犀灭绝后,犀超科的板齿犀类群和真犀类群开始向增大的方向进化,但它们的体重增长率和上限远低于巨犀。(完)


文章来源:中新网
作者:孙自法  |  责任编辑:虞鹰
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