史前動物消失之謎

臨夏盆地是個多山的地方。在山里，人們經常看到一種人工挖掘的洞。洞打在紅土層里，洞里有很多白石頭似的東西，當地人稱作龍骨。龍骨是一種中藥，這些山洞就是老鄉挖龍骨留下來的。臨夏盆地的和政縣搭拉鄉，有一位老鄉叫趙勇昌，以前就是挖龍骨的。他說，大雨過后，是挖龍骨的最好時機。

趙勇昌:有的地方滑坡了，大雨、洪水一沖，露出很多龍骨，國家當藥材收購，老百姓就挖唄，賣給藥材公司。

中科院古脊椎動物研究所派專家到這里考察，發現臨夏出土的龍骨是千萬年前哺乳動物留下來的化石。這些哺乳動物已滅絕了，它們的化石極其珍貴。于是當地政府開始大量從民間征集化石，從中發現了很多巨大的鏟齒象化石（圖1）。

（1）復原的鏟齒象骨架

鏟齒象是早已滅絕的史前大象。它的頭骨下部有一塊巨大的板狀骨骼，向前長長地伸出，好像頭部長著一個大鐵鏟。20世紀20年代，人們在格魯吉亞的高加索地區，曾經發現過類似的史前大象頭骨化石。人們很想知道，這種早已經滅絕的史前動物，到底是什么模樣。但是由于挖掘出的化石太少，近百年中也沒人能復原出這種大象的怪異相貌，人們只能猜測和想象。

和政出土的這批鏟齒象化石填補了這項空白，這給研究人員帶來巨大的驚喜。更讓研究人員意想不到的是，鏟齒象化石僅僅是臨夏盆地古生物化石中的一種，這里發現的哺乳類化石超過了150種，令人震驚。因為化石形成的幾率很低，被人類發現更是少之又少。

十年來，當地政府從民間征集到了6000多件化石標本。和政縣成立了古動物化石博物館，不過博物館中的化石僅是冰山一角。據統計，臨夏盆地出土化石，保守估計應該有1500噸。如果按平均100公斤代表一個個體，那么至少有15000個個體。令人惋惜的是，其中大部分已被當作中藥龍骨賣掉了。

?和政地下究竟還有多少化石？這些化石產生于哪個年代？又是哪些史前生物的遺跡？中科院古脊椎動物研究所考古人員在這里進行了大規模的考古發掘。粗略估計，這里出土的古生物完整個體化石可能有數千只之多。更令人驚嘆的是，這些化石主要出土于大約400平方公里的狹小范圍，密集程度十分罕見。大批史前生物化石引來了國內外無數科學家，大家聚在這里研究著，驚嘆著。然而隨著發掘的不斷深入，一種令所有人都無法想象的場景，出現在專家面前。

鄧濤（中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員）:切開土層的刨面，厚度有一些變化，但順序是一樣的，下面是鏟齒象的沙巖，然后是三趾馬的紅粘土層，然后是一層很厚的沒有化石的礫石層，上面是真馬的動物群的黃土層（圖2）。

（2）每一層地質就是一頁沉重的畫卷

在漫長歲月里，這三個時期的化石，分別埋藏在三個不同的地層中。這三個地層中，三趾馬時期恰好是哺乳動物的古老類型向現代類型過渡的重要時期，這個地層中出土的化石不僅種類豐富而且數量驚人。這一時期，劍齒虎、各種古長頸鹿、和政羊，還有數量龐大的各種早期犀牛在臨夏盆地繁衍生息。很顯然，這一時期的臨夏盆地是一個生機勃勃的史前動物樂園（圖3）。

（3）復原的和政羊骨架

鄧濤:在和政發現了這一時期60多種哺乳動物，一個非常龐大的動物群。這個動物群有一個共同的特點，它們是適合于草原生活的動物群體。我們可以從這個動物群的組成，判斷當時的環境很像今天的中非大草原。

5800萬年前，最早的馬類始祖馬出現，隨著時間的推移，繁盛的始祖馬在歐亞大陸逐漸衰退。在此后的幾千萬年漫長的歲月中，始祖馬在北美繁衍生息，完全絕跡于歐亞大陸。作為始祖馬演變后的一種，三趾馬為什么會在屬于歐亞大陸的臨夏盆地有豐富的遺存呢（圖4）？

（4）復原的三趾馬骨架

鄧濤:到了1150萬年前的時候，由于地殼的變化，北美和歐亞大陸連接起來了，北美非常繁盛的三趾馬，從北美重新遷徙到歐亞大陸。歐亞大陸那個時候，已變成開闊的草原環境。這樣的環境非常適合馬的生存，所以三趾馬在歐亞大草原上繁盛起來。

隨著考古發掘的不斷深入，專家發現，這些白色的化石碎片似乎總是一堆一堆地出現，有的部分密集，有的部分稀疏，并以長長的帶狀向前延伸，在這些碎片中，科家們發現了一個令人疑惑的問題。

鄧濤:我們在這個動物群的化石里，發現不同年齡的個體化石。這表明這些古生物，不是正常死亡的。因為在這個動物群里，除了老年和幼年的以外，成年的個體也非常多。這么多動物死在一塊兒，不是正常的死亡，不是正常的埋藏狀態。這是一次災難性的死亡，是群體全部死亡（圖5）。

（5）3000萬年的災難

6500萬年前，一次巨大的災難，使當時統治地球的恐龍遭到滅頂之災，而生活在恐龍陰影里的哺乳動物，因為靈活多變的適應力存留了下來。滅絕事件之后，地球逐漸迎來了一個新的生命時代。這就是一直持續到今天的新生代。

臨夏盆地的化石恰恰屬于3000萬年前～200萬年前這一時期。這個時候，正是恐龍滅絕之后哺乳動物獲得空前繁榮的時期。溫暖的氣候，豐美的草原，使得大量史前生物在臨夏盆地和諧共存，繁衍生息。

然而就在一瞬間，災難突然席卷整個地球，原本蓬勃發展的史前生物也像恐龍一樣，遭到了滅頂之災。那么，3000萬年前究竟發生過什么災難，讓這些不同種類不同年齡的動物在同一時刻死亡的呢？考古學家能不能通過現代的科技手段，還原3000萬年前的真像？

摗?通過對化石和地層的研究，科學家們發現，三趾馬時期正好是寧夏古動物從繁盛走向消亡的一個重要轉折階段。為了揭開臨夏盆地古生物的消亡之謎，科學家們決定，從三趾馬動物群入手，通過對各種各樣的線索，還原發生在3000萬年前的動物滅絕的真相。

在三趾馬地層中人們發現了一只完整的小型鬣狗的化石，看上去非常完整，幾乎沒有受過任何損傷。我們懷疑這就是它死亡時的樣子。這只鬣狗牙關緊閉，四肢彎曲，爪子蜷縮在一起，好似痛苦掙扎的樣子。這具完整的化石似乎正在向我們講述著一個可怕的瞬間。根據完整化石形成的條件科學家推測，幼鬣狗可能是在災難突然發生，死亡后被埋沒而形成完整的個體化石（圖6）。

（6）難得的小型獵狗完整骨架

隨后科學家們發現，在這些化石埋藏的土層中分布著一些鵝卵石，這些鵝卵石是強烈水流作用的結果。這只小鬣狗是否是洪水淹死的呢、為了得到進一步的證據，科學家們重新返回化石出土的地點，在相同的地方，分布著大量的骨骼化石，它們排列有規律，似乎是某種神秘的力量將它們排列一起。這又是為什么呢？

河里的水草給了我們啟發，在河邊看到水中的小草都整整齊齊地按照水流方向排列，由此可以推測在自然條件下那些化石很可能是因為水流的作用才形成一定的排列方向。可以肯定的是，這一時期的確發生了大規模的洪水事件，導致了小型鬣狗的滅亡。

直到這時，科學家終于可以想象發生在千萬年前的那個可怕的瞬間：裹挾著泥沙的洪水席卷而至，在洪水的追趕下，來不及逃生的鬣狗被洪水吞噬。那個小型鬣狗被定格為掙扎的姿態，在地下沉睡了上千萬年。科學家初步確定，洪水才是完整個體化石出現的原因。然而這時，又一個新的問題產生了。完整個體的化石在臨夏盆地非常罕見。在同一地層中出現更多的卻是大量零散的化石（圖7）。

（7）動物骸骨被水流沖積在一起

鄧濤:在這個沉積層，我們看見大量的分散的各種骨骼化石，也因為水流的帶動，埋藏在不同的地方。

從化石形成的條件看，動物死亡后，尸體沒有腐爛就被迅速掩埋，才能夠保留完整形狀。而零散化石，是動物腐爛后留下散落的骨架被掩埋，這樣，才會形成大量零散分布的化石。如果是這樣，說明急促而來的洪水并不是造成三趾馬動物群滅絕的根本原因，因為在洪水到來之前，那些數量龐大的動物已經死亡。

如果不是洪水，又是什么災難導致臨夏盆地古生物的滅絕呢？

終于，在塌方的地層剖面上，科學家們發現了一條重要線索。這一時期的紅土層具有非常清晰的層理特征。顯然是兩種土質交替形成的。這兩種土質，一種代表了洪水季節的沉積，另一種代表了干旱季節的沉積。也就是說，三趾馬動物群生活的時期，干旱與洪水頻繁交替發生。動物追逐著水源不斷地移動，一個水源干涸了就尋找另一個。如果大面積干旱遲遲沒有結束，它們只能慢慢地渴死（圖8）。

（8）打開的地質歷史年表

鄧濤:食草動物長途遷徙到這兒，飲水都干掉了。如果沒有草，沒有水，它們也就沒有能力再尋找新的水源了。那個氣侯是個大趨勢，大范圍長期干旱，動物就大量地死亡在湖泊周圍。

在這種大氣候背景下，很多食草動物陸續死亡。它又導致食物鏈斷裂，很多食肉動物隨之死亡。

鄧濤:它們死亡后肉體腐爛掉，如果干旱的季節持續很長，骨骼也就腐爛了。如果干旱季節短一點，比如一年或者兩三年，有很大的降水，洪水攜帶著大量泥沙，沖到盆地的時候同時把動物骨骼埋藏在湖盆里，經過千萬年后，就變成了現在我們看見的化石了。

科學家們分析，在洪水到來之前，大干旱無情的奪取了史前動物的生命。它們的骨骼遍布整個臨夏盆地。最后是洪水把不同地方的骨骼沖到了一起。在地勢相對低洼的地方沉積下來，比較重的骨骼沉到了底部，而那些散落的肢體則留在上面。于是，我們看到了這樣中間厚兩邊薄的巨大化石堆。三趾馬紅土在臨夏盆地分布很廣，平均厚度約100米。

科學家們進一步發現，這種透鏡狀的化石層，分布在紅土層的不同深度，而且埋藏狀態基本相似。看來三趾馬動物群時期，因為干旱導致的集體死亡事件，是不斷地周期性地發生著的。更令科學家們感到驚奇的是，這種干旱情況幾乎貫穿了整個臨夏盆地史前動物的生存歷史。

通過對臨夏盆地不同時期的動物特性的分析，科學家發現，它們的棲息環境一直都在發生著巨大變化。在3000萬年前的鏟齒象時代，有一種古老的馬叫安琪馬。它的牙齒比較短小，主要食物是爛樹葉。隨著時間的推移，原本的熱帶叢林逐漸由草原取代，安琪馬不再適應新的環境，從而遭到了自然的淘汰。臨夏盆地慢慢變成了開闊的草原地帶，安琪馬也轉化成了以三趾馬為代表的動物群。后來，第四紀真馬適應草原地帶，它們跟三趾馬生活在類似的環境中。從鏟齒象生活的熱帶叢林，到三趾馬的熱帶草原氣候，再到真馬時期的高寒廣曠草原氣候，不同動物群的演替，證明氣候越來越趨于寒冷干燥。什么原因使氣候悄悄地發生了變化呢？

科學家們在對化石的研究中注意到一個現象，在臨夏盆地出土的巨蜥，在巴基斯坦也有發現。而且屬于同一時期的地層。

鄧濤:我們在和政找到的巨蜥動物群中，與青藏高原南部巴基斯坦的巴克旗動物相似，證明它們之間有交流。

這個問題讓很多人十分困惑，從臨夏盆地到巴基斯坦，要跨越青藏高原，這對于動物的遷徙基本上是不可能的。那么為什么會發生這樣的情況呢？

鄧濤:估計距現在3000萬年前，這個地方的海拔不是很高，當時青藏高原比較低，動物可以往返遷徙（圖9）。

（9）3000萬年前的馬（想象圖）

這就是說，大約在3000萬年前，巨蜥蜴，這種體型巨大，體重可達20噸的動物，還可以在臨夏盆地到巴基斯坦這個廣闊的范圍任意穿行。但是，這種現象持續了1500萬年之后，到了鏟齒象時代，動物隨意遷徙的狀況就不存在了。

鄧濤:鏟齒象動物群生活在距今大約1500萬年～1200萬年之間，我們發現，青藏高原的南緣沒有鏟齒象。北邊有庫班豬，南邊沒有。以及戈壁犬、半犬，南邊都沒有。可見這個時候，已經形成一定的阻隔了，它們過不來了。

科學家們分析，造成這一現象的原因就是青藏高原的崛起。崛起的高原阻斷了兩邊動物的交流。這就是鏟齒象只在青藏高原一邊發現的原因。青藏高原是世界最大最高的高原，被稱為地球第三極。其實青藏高原并不是自古就存在的，大約在4500萬年前，這里開始由海洋變成陸地。 到距今1200萬年前，青藏高原達到了更高的高度。印度洋的暖濕氣流已經無法越過青藏高原達到臨夏盆地。這個時期，就發生了劇烈的氣候變化，森林開始消失，代之以半干旱的稀樹草原。季節性變化也隨之加強（圖10）。

（10）世界屋脊

哺乳動物群的演替見證了青藏高原的隆起。正是青藏高原的隆起，引起了臨夏盆地氣候不斷變化，氣候的變化導致了幾個不同時期的動物群的滅絕和演替。臨夏盆地恰好位于青藏高原與黃土高原的結合部位，因為地勢較低，那古老動物的殘骸在各種自然力的作用下，逐漸匯聚到這里，形成了今天世界上最大的一個新生代化石寶庫。

從繁榮到滅絕，臨夏盆地的化石為我們呈現了一段精彩的生命史。通過這段歷史，我們看到無數生物物種在進化中不斷獲得適應和生存的能力。但是氣候環境的改變，卻能輕易導致它們走向滅絕。如今地球上，人類獲得了空前的進化和繁榮。但這也僅僅只是一萬多年的事情，相對于曾經幾千萬年的哺乳動物繁盛期，可以說人類時代才剛剛開始，對于自然力量的強大，也許我們還未曾真正領略。從這一角度講，人類歷史也許就是一個與滅絕抗爭的歷史。