提起大約6500萬年前的侏羅紀的恐龍,大人和孩子們都很熟悉。甚至連恐龍為什么會滅絕也能講出不少道理來。然而有些知名的大型哺乳動物也曾遭到滅絕,能把它們的前因后果講清楚的人,恐怕就很少了。
在距今3萬年前的北美洲,有許多大型哺乳動物。請注意,它們不是那種靠生蛋延續生命的爬行類的脆弱恐龍,但也未能逃出種族滅絕的下場。這又是為什么呢?
在更新世冰期,北美大陸上是碩大的哺乳動物盤踞的世界。當時有大量的貌似現代象的乳齒象、渾身披毛的猛犸象、劍齒虎和佛羅里達洞熊、頭生樹枝狀叉角的鹿群。在北美、歐洲以及亞洲大陸上,兇猛的食肉動物山獅、獵豹和美洲虎終日出沒于成群的食葉和食草動物中間,司機捕獵,繁衍生息。
在北美,當那些體大如熊的海貍忙于伐樹營巢筑壩時,成群的乳齒象就到東部地區覓食松、杉的細嫩芽葉。在今天的墨西哥和美國東南部那片地區,有許多佛羅里達洞熊、巨龜和雕齒獸(這是一種大如獅子的類似犰狳的動物)棲息于落葉林和熱帶常綠灌木叢中。大陸西部草原上,體大如幼象的地懶正在貪吃嫩葉,它們與成群的食草動物,如野馬、野牛、黑尾鹿和駱駝,分享大自然的恩賜。在大西北,渾身披毛的猛犸象、牦牛、牝鹿和羚羊棲居于遼闊的大草原上。在高寒區,麝牛和馴鹿生活在猶如今日阿拉斯加那樣荒涼凄冷的苔原凍土環境中。
但在今天,它們都在北美洲消失了。按說,它們的生存能力比恐龍強多了。但它們的命運卻和恐龍相同,許多大的哺乳動物,包括吃樹葉的、吃草的和食肉的哺乳類,也走向絕滅。短短的幾千年間(幾千年對于整個地球的歷史,僅是一瞬),就有33屬大型哺乳動物(生物分類學上的屬是由若干有親緣關系的種組合而成)全部死光:猛犸象和乳齒象絕滅了;地懶和大海貍不見了;劍齒虎銷形斂跡了。其他動物如駱駝和馬這類大哺乳類的孑遺,盡管迄今仍生存在別的大陸上,但是在北美卻已絕跡。只有那些身軀較小的哺乳動物種數卻變化不大。
令科學家們長期迷惑不解的是,這些大型哺乳動物群究竟遇到了什么事情?尤其是北美的大型哺乳類幾乎同時發生大規模絕滅。
他們所掌握的少許證據 植物化石和動物骨骼化石、石矛、陸上的巖石和海底沉積物標本,已經使許多科學家得出全球氣候變化(即氣候由冷轉暖)導致哺乳動物死亡的結論。然而,也正是這些同樣的線索促使另外一些科學家認為,人類的大肆捕獵造成這些哺乳類絕滅。雖然我們也許永遠找不到唯一正確的說法,卻可從中窺視科學工作者怎樣依據十分有限的資料來解答這一類的古生物難題。
古生物學家已在美國和加拿大發現150多處化石地點,由此知道過去的北美洲曾右大型哺乳動物生存。洛杉磯的漢考克公囪里有一個拉布里亞陷坑,是一個瀝青沼澤,從中發掘出數逾百萬副的更新世動物骨架。古生物學家從這個黏糊糊的沼澤里挖出溺斃的駱駝、地懶、馬、劍齒虎以及其他的更新世動物遺骸。
另一處南達科他州溫泉城的化石產地掘出了30具猛犸象骨架。它們似乎是被溫泉的引誘而誤入深淵,淹死在四邊陡峭溜滑的落水洞里,在沉積物表面上留下了它們垂死掙扎的痕跡。
懷俄明州中北部有一個稱為天然陷阱的深24米的落水洞。其中殘留著更新世動物遺骨達3萬頭以上。這個鐘形陷坑隱伏在自然景觀下,四周是一圈光滑的石灰巖峭壁,成了天生的陷阱。直到20世紀50年代科學家們在坑口裝上鋼制圍欄時,在7.5萬年里一直在誘捕那些倒霉的犧牲品。
關于這些動物走向絕滅的時間,科學家們終于有了初步估計。古生物學家采用放射性碳同位素測年方法得以相當準確地測定骨化石的年齡。北美洲今已絕滅的大型哺乳類骨化石的放射性碳同位素測年結果表明,它們多數死亡于距今1萬—1.2萬年間。
科學家們還有確切的證據指明,這些動物絕滅時全球氣候發生過急劇變化。采自洋底的沉積物樣品表明,整個更新世(約自200萬年前延續到距今1萬年前后)的世界廣大區域都被冰層覆蓋。
那時候,北美洲表面的很多地方都覆蓋著冰川,從加拿大的哈得遜灣到大部分北半球都有冰川,而且曾幾度南延到達伊利諾伊南部。整個哈得孫灣的冰層厚度可達到3000米深處。在歐洲,相當于今天的英格蘭北部、丹麥以及德國的這片地區都是冰川。
更新世時,地球上氣候變暖又轉冷這樣的變化多達18次。誰也說不清楚氣候波動的起因,許多科學家認為,也許是地軸發生過稍許擺動。地軸的擺動必然會改變陽光輻射到地球上的角度,從而導致氣溫的變化。
大約在距今18000年前,冰川的分布達到最大的范圍。其后,于距今13000—11000年前后,大型哺乳動物群走向絕滅。地球上的氣候開始了最近的一次長期變暖,冰川開始消融,水又重新從冰凍狀態下釋放出來,涌向河湖,海平面升高,漫淹全球各地的沿海平原。融冰化水為大氣層提供更多的水蒸氣,帶來更多的雨和雪。
北美洲所遭受的氣候沖擊耐人尋味。盡管其中部平原在冰川融化之前相當寒冷,可是高聳矗立的冰塔群屏擋著來自極區的冬季寒風,使那里終年氣溫相對穩定。冰川融化之后,平原就遭遇了夏暑冬寒的氣溫極度波動狀態。
科學家們于1800年前后首次提出,這些大型哺乳動物的絕滅與氣候的變遷有關。今天,科學家們又從各自不同的學科角度考慮氣候變遷對北美洲哺乳動物所施加的嚴重而廣泛的影響:動物的生境遭到毀壞,它們賴以生存的食物來源銳減,從而被迫遷徙。氣候變遷必然也殺害了不少新生的幼仔,因為幼仔比成年的動物抵御天氣突變方面的能力要弱得多。
持氣候滅絕說的主要有兩位科學家:美國得克薩斯大學的倫德略和伊利諾伊州博物館的格雷厄姆。
他們認為:氣候變遷的影響主要在于動物生境方面。若氣溫變化相當急劇,對于動物的食物源和棲居地均極重要植物勢必受到嚴重打擊。由于植物不能很快地遷往氣候適宜的地方,許多種植物就得死亡,隨即代之以突然涌現的變種植物。動物不適應這些新的混合植物食料,被迫遷徙。然后,像劍齒虎這類以食草動物為生的食肉動物隨即轉移。譬如,在北美洲以杉樹嫩葉為食的乳齒象,當氣候轉暖導致杉樹林大片死亡而代之以闊葉一落葉林時必須迅速選擇新的適宜環境。于是,原在蒙大拿州圣路易斯附近的杉樹林中生活的乳齒象,不得不遷往相當于今日新英格蘭的這個地區去尋找適宜生存的場所。
為了生存而遷徙必然帶來許多新問題。原先共享一處生境的幾種動物會朝著不同的方向轉移。如果有某種動物本來依靠另一種動物為食,遷居后可能發現新生境中沒有吃慣了的食物而難以生存下去。與此相反,過去從未接觸過的兩種或幾種動物被迫遷居到一處,有一些動物將會染上由別的動物攜帶來的疾病——它們未曾得過的傳染病,這就要求它們具有超常的抗病能力。
贊成氣候變遷學說的科學家們拿出許多證據說明北美各地區植物生長發育所遭遇的氣候驟然改變。研究化石動物糞便(即糞化石)已經用于鑒定那些絕滅動物所吃植物種類。
科學家們還證明,有一些更新世動物當氣候改變后,其生存范圍有所變動。麝牛和馴鹿在今天僅生活在北方苔原。馬從北美洲平原上消失了,卻仍生存于歐亞大陸。
氣候變遷滅絕論也有它的缺陷,反對派提出該學說的一些漏洞。首先,與大型哺乳動物的絕滅相對應的全球變暖,只不過是一長串氣候變暖事件系列中最近的一次。為什么這些氣候變遷消滅了一些物種而留下許多別的物種?
其次,此學說沒能闡明,為什么世界各地發生的絕滅時間,其滅亡的種數比率不同。北美洲和澳大利亞喪失的大哺乳動物的百分比大于亞洲和非洲。既然氣候變遷波及全球,為什么在非洲和亞洲的走向絕滅的物種會少得多呢?
最后一點,氣候變遷說的提出者未搜集起足夠的證據以確切說明,為什么有一些動物走向絕滅時而其生境卻顯然仍很適于生存。例如,土生土長的馬在更新世死光了,而同是一個物種的馬,在幾萬年之后卻在歐洲移民手中又繁育在那個地區。碩大的沙斯塔地懶也走上絕滅的道路。在亞利桑那大峽谷西端的拉姆帕特巖洞中找到的地懶糞化石分析結果表明,生活在11000年前的地懶所吃的植物種,迄今仍生存于原來的生境。
一些科學家認為,大型哺乳動物的絕滅可能是人類來到美洲的結果。考古學家業已證明,遷來美國西南部的史前人口大概在11500年前達到高峰。這一地區的史前文化,由于1934年在新墨西哥州克洛維斯附近的發掘地點首次找到了形狀獨特的扁平、雙面、有槽(可供裝柄)的石矛,考古學家就命名為克洛維斯文化。
人類首次出現于美洲大陸與早期哺乳動物走向絕滅大致同時,這是有關更新世動物絕滅時間的另一種學說的立論基礎:人們大肆捕獵大型哺乳動物,使之絕滅。1967年,美國圖森市亞利桑那大學的生態學家馬丁提出,人類在幾千年間大量捕殺北美的大哺乳動物。
“過度捕殺”說認為人們在大約12000年前才通過連接亞洲和北美洲的陸橋跨越白令海峽第一次到達美洲。因為當時冰川已融溶到足以在今天的阿拉斯加與美國西部之間打開一條無冰通道,但還不致使海平面抬升到關閉白令海峽的程度。
馬丁認為,這批早期人群是些熟練的獵手,他們發現了成群的大哺乳動物。這些大哺乳動物過去從未見過人類,并不怕人。所以獵手易于接近,大量捕殺。馬丁指出,克洛維斯人口的迅速增長,使得他們所捕獵的哺乳動物群來不及恢復元氣。這個學說認為,當獵手們在一個地區殺光了大哺乳動物后,這些早期人群就遷往新的狩獵場,繼續捕獵。人們的足跡終于遍及整個大陸,消滅掉一些物種。當被捕殺的物種走向絕滅時,依賴捕食這些動物為生的食肉類(如劍齒虎和短頜熊)也隨即面臨食物短缺而死亡。
許多科學家支持這個過度捕殺說,并且拿出證據來說明此說的正確性。北美洲許多化石產地發現的石矛尖端與已經絕滅的大哺乳動物(猛犸象、馬和駱駝)的骨骼在一起,有時發現時石矛尖端還刺在化石動物體內。在一些古代水蝕洼坑(顯然獵手曾在此臥地設伏,伺機捕獵)中常常找到石矛。
還有證據表明,早期人群曾恫嚇驅趕獸群,迫使其跳崖跌傷,然后捕殺。譬如,古生物學家于上世紀30年代就發現丹佛以北大約32千米處的一個砂巖峭壁下面有三只克洛維斯石矛、一些散落的石球和12具猛犸象骨骼。科學家們推論,當時獵手們驅趕一群猛犸象,迫使它們跳越峭壁,跌落崖底,再錘擊或矛刺以殺死這些負傷的動物。
過度捕殺說也有漏洞。他們認為人群遷居美洲的時間不早于12000年前。動物群的消滅只能在這個時間之后,馬丁和其他的支持者拿不出科學證據支持這種論斷。但誰也無法明白人類在12000年前就已存在于美洲。
1976年,馬薩諸塞州一個考古基金會的麥克尼什發表論文提出,早在4萬年前,人類就已經生活在美洲了。他在50個發掘地點的證據表明,11副人的骨架、1000余件人類制作的器皿和3000塊獸骨化石是4萬年前的人留下來的。
1975年在加利福尼亞的圣羅沙島上找到的一塊化石,轟動了考古界。一位畜產公司的雇員在高出于海面的一處懸崖間發現了一個新坑道口。他進入坑道探查,發現坑道壁上粘著一根非同尋常的骨頭。那是一塊猛犸象骨骼,而且是燒烤過的骨頭。經科學家們進一步考察,又發現一個塞滿炭化的猛犸象骨骼的大坑。這些炭化獸骨的年齡大于4萬年。這已構成了人們早在400個世紀之前就已在此處烤食猛犸象的鐵證。
科學家們對這個證據本身沒有什么爭議,但是如何解釋卻各有千秋。有些人說,烤過的骨頭僅說明古代的人烤過猛犸象而已。也有人認為,這些烤熟的動物不過是一場天然火災中不走運的犧牲者,非人力所為。
另一個有關此說的問題是,科學家們并沒有證據說明,獵手殺盡了所有走向絕滅的動物。化石證據僅表明,在33個絕滅的屬中只有3個屬遭到捕殺,譬如,并沒有證據能說明,北美的人們捕獵過大海貍這類如今已經絕滅的哺乳動物。
氣候變遷滅絕說和人類濫殺說都各有自己的一群支持者。還有些人持折中觀點,認為捕獵者殺盡了被氣候變遷折磨得精疲力竭的大哺乳獸類。
還有一些非主流的假設。一位地質學家認為是超新星爆發的電磁輻射在地球大氣層上捅破了一個臭氧洞,失去保護的動植物被過量的紫外線殺傷,有些動物則是由于植物的死亡而餓死的。
研究大哺乳獸滅絕的學者們幾乎與研究恐龍滅絕的人們一樣癡迷。因為大哺乳獸離我們更近,生存力也更強。弄清它們滅絕的原因,對于今天的未來的人類,要想在地球環境中“優雅地生存下去”是一個很重要的借鑒。