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东西问 | 邓涛:数万史前动物化石为何在中国西北密集出现?


时间:2021-09-29  来源:  作者:  点击次数:


(东西问)邓涛:数万史前动物化石为何在中国西北密集出现?

中新社兰州9月29日电问:为什么成千上万的史前动物化石密集出现在中国西北地区?3354访中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛。

作者艾庆龙。

甘肃临夏回族自治州和政区有100多个化石点,已发现和采集化石标本3万余件,是我国乃至整个欧亚大陆哺乳动物化石生产最丰富的地区。

这些化石为研究古地理和古气候提供了什么证据?中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛近日接受中新社“东西方问题”专访,进行深度解读。

资料图:甘肃和政古动物化石博物馆展出“世界上独一无二的和政羊化石”。<a  target='_blank' href='http://www.chinanews.com/'>
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资料图:甘肃和政古动物化石博物馆展示“世界上独一无二的和政羊化石”。中新社记者孙子发摄
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<strong>现将访谈实录摘要如下:</strong>
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<strong>中新社记者:和政地区的化石范围如何分布?都有哪些特点?</strong>
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<strong>邓涛:</strong>和政是一个哺乳动物化石丰富的地区,不仅指和政县,还包括周边的广河县、东乡县和临夏县的一部分。在古生物研究中,称之为和政区。
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这个地区的化石记录了古代动物从3000万年前到100多万年前的进化过程。我们把它分为四个时期,并命名为四大动物群。它们是晚渐新世巨型犀牛动物群、中中新世叉齿动物群、晚中新世三趾马动物群和早更新世真马动物群。
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巨型犀牛动物群距今约3000万年,是地质史上最大的陆生哺乳动物。铲车齿动物群距今1500万年前,当时全球正处于暖期,我国北方包括和政地区森林密布。除了典型的动物铲车齿动物群,甚至猿类也出现了。
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1160万年前,地球气候急剧变化,森林消失,草原出现,生活在森林中的动物消失消亡,适应草原生活的三趾马动物群出现。直到360万年前,三趾马动物群一直统治着和政地区,这也是该地区化石最丰富的动物群。
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250万年前,正是冰河时期,气候变得非常寒冷。随着青藏高原的隆升,真正的马动物群出现在海拔2000多米的和政地区。这个时期有很多食肉动物。目前有剑齿虎2种,猎狗3种,猎豹、中国虎等动物化石。
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资料图:甘肃和正古动物化石博物馆展示“世界上最丰富的叉齿化石”。中新社记者孙子发摄

中新社记者:生物死亡变成化石的几率渺茫,但为何和政地区会有大量的、年代连续的古生物化石?

邓涛:.化石死亡的条件

苛刻,需要动物群的数量非常庞大;更需地层快速埋藏,使其易于保存;并且地下水需富含矿物质,通过渗透将含有磷酸钙的骨骼置换成碳酸钙,不易风化。

  首先,和政地区拥有4大动物群,满足数量庞大的要求。其次,其紧挨青藏高原,处于临夏盆地地势低洼区,青藏高原隆升过程中,沉积物会堆积在此,加之盆地不断凹陷,保留不同时期的沉积物,为动物死亡掩埋提供场所。

  而在地下水方面,临夏盆地南侧太子山是古生代时期,沉积有几亿年前海洋里面石灰岩,高山流水渗透过石灰岩时,会把碳酸钙溶解在水中,当它作用于动物骨骼,使其不易风化,有变成化石的机会。

  中新社记者:研究和政地区古动物化石,对于构建哺乳类动物演化序列有何意义?

  邓涛:在同一个时期,欧亚大陆都生活着类似动物群。但由于其他地方并无这样好的化石条件,通过研究和政地区化石,用以证明欧亚大陆动物演变过程。

  如三趾马、真马,它们是从北美大陆迁徙到亚欧大陆来。虽然现在亚欧大陆和北美大陆之间的白令海峡(最大水深52米)可能阻碍动物迁徙,但在冰河晚期,由于海水结冰,海平面下降100多米,使海峡成为亚欧大陆与北美大陆之间的陆桥,便于大规模植物扩散和动物迁徙。

  比如一千万年前,和政地区最有代表性的动物和政羊(其个体大小和体态与羊接近,但属牛科动物),即是如今生活在阿拉斯加一带麝牛的祖先,但现在在和政地区甚至亚欧大陆却没见到麝牛。

  近年来,通过追踪化石地点、梳理时间线,得到了非常明晰的迁徙路线,和政羊通过和政地区—中国西北—西伯利亚—阿拉斯加这样的线路迁徙。事实上,类似这样跨洲的迁徙有很多,可从和政化石中得知环境的变迁和动物迁徙起源地等信息和线索。

资料图:甘肃临夏盆地广河县发现的隐匿剑齿虎下颌化石。 孙博阳 供图 资料图:甘肃临夏盆地广河县发现的隐匿剑齿虎下颌化石。 孙博阳 供图

  中新社记者:和政地区紧邻青藏高原,是否可以通过研究古生物迁徙路线,推测出青藏高原形成的过程?

  邓涛:目前青藏高原平均海拔为4000多米,对于人类来说,是很难逾越的地理障碍;对动物亦如此,它的隔离效应明显。今天,青藏高原南北的动物群完全不一样。

  我们在青藏高原北侧发现大量巨犀化石,时间跨度为2000多万年前到3000万年前,而最早只有在高原南侧的巴基斯坦发现巨犀化石,是孤零零的一个点。随着蒙古国、中国、哈萨克斯坦发现巨犀化石,大家很难理解巨犀是如何跨过青藏高原的。

  通过分析各地巨犀的亲远关系,建立巨犀“家谱”及迁徙路线图,巨犀在渐新世早期从青藏高原北侧的蒙古高原经中国西北地区扩散到南亚,巴基斯坦巨犀的后代又在渐新世晚期返回甘肃和新疆。

  由此也证明,巨犀生活时期,青藏地区海拔高度不超过2000米,动物可自由迁徙。而在铲齿象动物群时代,青藏高原南侧没有铲齿象活动迹象,也就是说在1500万年前,青藏高原已经阻碍了铲齿象向南扩散和迁徙。由此可知,青藏高原是逐渐隆升的过程。

  中新社记者:从3000万年前到100多万年前的时间内,和政地区更替出现四大动物群,其出现和灭绝对于研究当时地球气候变化有无帮助?

  邓涛:我们在东乡县发现披毛犀化石,距今已有250万年。而它的祖先是距今370万年前,在西藏阿里地区,是最早发现披毛犀的地方。现在在河北、贝加尔湖等地也发现披毛犀化石,它们为什么会“一路向北”?是因为气温变化影响了其迁徙。

  距今370万年的时期,属全球暖期,除了青藏高原,其余地区以炎热为主,身披长毛的动物,只能生活在高寒地区。

  距今250万年前,全球进入冰河时期,和政地区也变成一个寒冷环境,更多地方适合披毛犀这类动物生存。随着寒冷区域扩大,迁徙路线明晰,那些适合温暖甚至炎热的动物要么向南方迁徙,要么灭绝……这精准呈现出气候、环境变化过程。

资料图:甘肃和政古动物化石博物馆展出“世界上最大的真马化石埃氏马”。<a target='_blank' href='http://www.chinanews.com/'>中新社</a>记者 孙自法 摄 资料图:甘肃和政古动物化石博物馆展出“世界上最大的真马化石埃氏马”。中新社记者 孙自法 摄

  中新社记者:通过对于古生物化石的研究,可以判断出当时气候特点,将其串联起来是否可以得到全球“气象表”,并推测出下一步气候变化特点?

  邓涛:从新生代时期(始于距今6500万年)的动物群到如今,能够反映出地球气候是波动的。从更长地质时代来看,整体气候趋势是逐渐降温。需要注意的是,跨度几万年甚至几十万年的地质尺度,远比人类社会长得多。有研究表明,人类社会百年内全球温度上升2℃,而这样的快速升温是动物难以适应的。

  古生物学家研究发现,地球上曾共发生过5次大灭绝,也有人认为第6次灭绝正在到来。百年内的快速升温,使生态系统难以适应,虽然人类抵抗自然灾难的能力要比动物强很多,但如果动植物灭绝了,人类不可能“独善其身”,应该有更大的智慧,去处理人与地球的关系。

  中新社记者:研究古生物化石,对研究人类起源有哪些借鉴意义?

  邓涛:人类演化的规律跟其他动物非常类似,人类的祖先也是动物的一种,自然属性和灵长类动物相似。

  现在人类对自然灾难,有很多难以克服,这始终是非常大的威胁。而对于人类的祖先灵长类动物来讲,自然界是一个非常大的驱动因素,逃避恶劣环境,逐水草而居,这跟别的动物很类似,所以我们可以从动物的演化过程了解到人类祖先。(完)

  受访者简介:

  邓涛,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长,博士,研究员。研究工作聚焦于晚新生代哺乳动物化石、陆相生物地层和气候环境演变,提出“走出西藏”理论,证明第四纪冰期动物群起源于青藏高原,已发表学术论著200余篇。2011年入选“中国科学杰出创新人物”,2013年入选国家百千万人才工程并荣获“有突出贡献中青年专家”称号,2015年入选“中国十大科学传播人”,2018年荣获“尹赞勋地层古生物学奖”。


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