这是一宗“挑食”引发的“灭门案”。“灭门案”主角是步氏巨猿,科幻电影中“金刚”的原型,其直立身高约3米,体重最重可达300公斤,是地球上有史以来体型最大的灵长类动物。如此强大的物种,却在其他类人猿生生不息时悄然衰落,直至灭绝。这引发诸多猜测,成为古生物领域未解之谜。
来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究员张颖奇,在过去8年化身古生物领域的“福尔摩斯”,联合澳大利亚、美国等地的中外研究团队聚焦这桩“悬案”。如今,“案件”告破。
2024年1月,这支国际科研团队合作完成的研究成果在国际学术期刊《自然》杂志发表,其中揭示出步氏巨猿灭绝的原因:“在29.5万-21.5万年前,步氏巨猿对摄食行为和食物偏好的执著,使其在面对环境改变时变得‘脆弱无比,从而锁定了自己走向灭绝的命运。”
“远房亲戚”,迷雾重重
20世纪初,北京周口店发现直立人化石引起国内外关注,不少国际学者来到东方大陆,在这里寻找人类祖先的起源地。
1935年,荷兰古人类学家孔尼华在香港一家中药铺找到一颗牙齿,形似人类臼齿,但大了几乎一倍。比对研究后,他认为牙齿来自一种新的猿类,并将其命名为“步氏巨猿”——“步氏”两字是为纪念北京猿人命名者步达生。
故事就从这里开始了。
步氏巨猿被命名后,吸引了不少学者前来“探秘”,但很长一段时间,人们都寻不到它的出生地。直到1955年,曾挖出北京猿人头盖骨的中国学者裴文中,在广西壮族自治区崇左市大新县的山洞里,发现了步氏巨猿的牙齿化石,综合研究后确定步氏巨猿源自中国广西。
一年后,裴文中又从当地老乡手中辗转得到了步氏巨猿的下颌骨,这是脊椎动物演化的重要证据,也是判断灵长类动物亲缘关系和制作复原模型的重要参考。这些让科学家十分兴奋,他们在当地继续寻找步氏巨猿的下落。
然而,半个多世纪过去,人类对这种史前巨兽的了解仍然十分有限。迄今为止,仅有4个不完整的下颌和近2000颗牙齿,能证实这种地球上有史以来体型最大的灵长类动物的存在。
“我们还可以确定,步氏巨猿是人类的‘远房亲戚。”张颖奇说。目前学界普遍认为,巨猿可能代表了猩猩类的一个特化旁支,通俗讲,就是现生红毛猩猩的兄弟,与人类的亲缘关系相对较远。张颖奇说:“这些巨猿并非人类的直系祖先,它跟如今仍活跃于东南亚的红毛猩猩是近亲,同属于猩猩亚科,跟属于人亚科的现代人只能算远亲了。”他告诉记者,这种曾经广泛分布于我国南方喀斯特地区的巨型猿类,在人类到达这片土地之前已经灭绝。步氏巨猿由此也成了唯一在更新世灭绝的大型类人猿。
随之而来的问题是,当时生存在同一地区的其他灵长类动物,都成功适应了环境并繁衍生息,为何唯独这种体型庞大的巨猿走向灭绝?“步氏巨猿的灭绝在古人类学中多少显得有些不可思议,也是个令人费解的谜团。”张颖奇说,这也驱使着他和团队成员走近这件“灭门案”。
“洞”察秋毫,抽丝剥茧
古生物研究很像破案,尽管没有打打杀杀,但跋山涉水寻找化石,抽丝剥茧鉴定测年的过程,同样扑朔迷离、惊心动魄,吸引无数年轻人神往。
张颖奇团队的“破案”过程,就是如此。从2015年起,包括张颖奇在内的古生物学家们,在广西崇左一带展开了“地毯式”的洞穴调查。他们和户外探险专家合作,逐渐摸索总结出适用于喀斯特峰林地貌的“崖壁洞穴调查方法”——飞崖、走壁、探洞……
“基本是逢洞必进,但那些能够轻易进入的洞穴,我们反而不会去,因为那里早就被当地村民挖硝石破坏了;一般人到不了的悬崖峭壁,更可能存在未被人为破坏过的堆积物和化石。”张颖奇说。他至今记得,第一次独立发现埋藏步氏巨猿牙齿的洞穴的故事。那是2019年,高速公路旁有处高高的崖壁,远远望去能瞧见一处又大又深的洞穴。那段时间,团队成员每天都会经过那里,但都因其他挖掘任务与之擦肩而过。有天赶上挖掘瓶颈期,张颖奇说:“我们要不上去看看这个洞?”说上就上。张颖奇请来的“侦破高手”攀岩专家崔庆武率先出发,这位专业人士很快就徒手攀到洞口,设置好绳索系统,将绳子甩下去,接张颖奇等人上来。在寻找化石时,门外汉的运气有时很重要。在洞穴里转了半天,张颖奇一无所获,正垂头要走,崔庆武叫住了他。这位攀岩内行、古生物外行,愣是拿锤子叮咣刨,刨出了一颗牙——正是步氏巨猿的牙齿。至此,他们找到了项目启动后第一个有步氏巨猿化石的点,团队给这个洞穴取名为“展望洞”,意为由此展望未来。
此后三四年里,团队摸清了数十处埋藏有第四纪哺乳动物化石的洞穴地点,并选取了22处进行了样品采集。其中既包括11处产出步氏巨猿化石的地点,也包括11处时代较晚未产出步氏巨猿化石的地点。
“洞”察秋毫之后,场景需要转换到实验室,研究团队要在这里“抽丝剥茧”,分析并确认巨猿之死的证据。“破解步氏巨猿灭绝之谜,测年结果至关重要,它是整个研究的起点和基石。”张颖奇说。揭示某一物种灭绝的确切原因,原本就是一项不小的挑战,而在此之前,只有确定该物种在化石记录中出现的最后时间,才能建立一个明确的时间框架,并在此范围内进行古环境的重建和摄食行为的还原。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,获得157个测年结果。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,为人们全方位地展现了步氏巨猿灭绝的前因后果。如此一来,一个步氏巨猿灭绝时间线就被构建出来。团队精确锁定了其灭绝窗口期——29.5万-21.5万年前。
研究到这里并未止步。团队还要“还原案发现场”——通過对孢粉、炭屑、哺乳动物群等分析,重建了步氏巨猿灭绝前后的环境背景。
230万-70万年前,是巨猿生存的繁盛期。彼时,地球森林茂盛,木本植物占比较大,偏好果实、花朵等食物的巨猿,在资源丰富且多样的森林中盛极一时。70万-29.5万年前,气候季节性增强,环境开始变得更加多样化,森林群落的结构发生变化,非木本植物占比逐渐增加,巨猿偏好的食物逐渐匮乏,由此进入过渡期;偏偏这个时候,巨猿体型越来越大,这意味着它需要摄入更多的营养来维持生存。20万年前左右,森林退化,环境更加开阔干燥,草地面积大幅增加,巨猿消失不见,进入灭绝后期……
随着这幅巨猿生态图景徐徐展开,研究团队迎来一个颇为有趣的发现。步氏巨猿的近亲猩猩,随着生存条件发生变化,体型变得更小,还改变了摄食行为和栖息地偏好,成为快速适应环境变化、生存策略灵活的“识时务者”。相反,步氏巨猿则有些“不知变通”,像是走到穷途末路的“守旧派”: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,使其食物的多样性大为减少;同时,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在缩小。就这样,步氏巨猿种群长期面临生存压力,且不断萎缩,最终走向灭绝。
曾有人猜测,是人类祖先的到来加速了步氏巨猿的灭绝。但中外研究团队的最新研究否认了这种猜测。“步氏巨猿可能和人类祖先从未谋面,并没有证据支持它们和人类曾经生活在同一个时空。”张颖奇说。
(摘自《中国青年报》邱晨辉)