這是一宗“挑食”引發的“滅門案”。“滅門案”主角是步氏巨猿,科幻電影中“金剛”的原型,其直立身高約3米,體重最重可達300公斤,是地球上有史以來體型最大的靈長類動物。如此強大的物種,卻在其他類人猿生生不息時悄然衰落,直至滅絕。這引發諸多猜測,成為古生物領域未解之謎。
來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的研究員張穎奇,在過去8年化身古生物領域的“福爾摩斯”,聯合澳大利亞、美國等地的中外研究團隊聚焦這樁“懸案”。如今,“案件”告破。
2024年1月,這支國際科研團隊合作完成的研究成果在國際學術期刊《自然》雜志發表,其中揭示出步氏巨猿滅絕的原因:“在29.5萬-21.5萬年前,步氏巨猿對攝食行為和食物偏好的執著,使其在面對環境改變時變得‘脆弱無比,從而鎖定了自己走向滅絕的命運。”
“遠房親戚”,迷霧重重
20世紀初,北京周口店發現直立人化石引起國內外關注,不少國際學者來到東方大陸,在這里尋找人類祖先的起源地。
1935年,荷蘭古人類學家孔尼華在香港一家中藥鋪找到一顆牙齒,形似人類臼齒,但大了幾乎一倍。比對研究后,他認為牙齒來自一種新的猿類,并將其命名為“步氏巨猿”——“步氏”兩字是為紀念北京猿人命名者步達生。
故事就從這里開始了。
步氏巨猿被命名后,吸引了不少學者前來“探秘”,但很長一段時間,人們都尋不到它的出生地。直到1955年,曾挖出北京猿人頭蓋骨的中國學者裴文中,在廣西壯族自治區崇左市大新縣的山洞里,發現了步氏巨猿的牙齒化石,綜合研究后確定步氏巨猿源自中國廣西。
一年后,裴文中又從當地老鄉手中輾轉得到了步氏巨猿的下頜骨,這是脊椎動物演化的重要證據,也是判斷靈長類動物親緣關系和制作復原模型的重要參考。這些讓科學家十分興奮,他們在當地繼續尋找步氏巨猿的下落。
然而,半個多世紀過去,人類對這種史前巨獸的了解仍然十分有限。迄今為止,僅有4個不完整的下頜和近2000顆牙齒,能證實這種地球上有史以來體型最大的靈長類動物的存在。
“我們還可以確定,步氏巨猿是人類的‘遠房親戚。”張穎奇說。目前學界普遍認為,巨猿可能代表了猩猩類的一個特化旁支,通俗講,就是現生紅毛猩猩的兄弟,與人類的親緣關系相對較遠。張穎奇說:“這些巨猿并非人類的直系祖先,它跟如今仍活躍于東南亞的紅毛猩猩是近親,同屬于猩猩亞科,跟屬于人亞科的現代人只能算遠親了。”他告訴記者,這種曾經廣泛分布于我國南方喀斯特地區的巨型猿類,在人類到達這片土地之前已經滅絕。步氏巨猿由此也成了唯一在更新世滅絕的大型類人猿。
隨之而來的問題是,當時生存在同一地區的其他靈長類動物,都成功適應了環境并繁衍生息,為何唯獨這種體型龐大的巨猿走向滅絕?“步氏巨猿的滅絕在古人類學中多少顯得有些不可思議,也是個令人費解的謎團。”張穎奇說,這也驅使著他和團隊成員走近這件“滅門案”。
“洞”察秋毫,抽絲剝繭
古生物研究很像破案,盡管沒有打打殺殺,但跋山涉水尋找化石,抽絲剝繭鑒定測年的過程,同樣撲朔迷離、驚心動魄,吸引無數年輕人神往。
張穎奇團隊的“破案”過程,就是如此。從2015年起,包括張穎奇在內的古生物學家們,在廣西崇左一帶展開了“地毯式”的洞穴調查。他們和戶外探險專家合作,逐漸摸索總結出適用于喀斯特峰林地貌的“崖壁洞穴調查方法”——飛崖、走壁、探洞……
“基本是逢洞必進,但那些能夠輕易進入的洞穴,我們反而不會去,因為那里早就被當地村民挖硝石破壞了;一般人到不了的懸崖峭壁,更可能存在未被人為破壞過的堆積物和化石。”張穎奇說。他至今記得,第一次獨立發現埋藏步氏巨猿牙齒的洞穴的故事。那是2019年,高速公路旁有處高高的崖壁,遠遠望去能瞧見一處又大又深的洞穴。那段時間,團隊成員每天都會經過那里,但都因其他挖掘任務與之擦肩而過。有天趕上挖掘瓶頸期,張穎奇說:“我們要不上去看看這個洞?”說上就上。張穎奇請來的“偵破高手”攀巖專家崔慶武率先出發,這位專業人士很快就徒手攀到洞口,設置好繩索系統,將繩子甩下去,接張穎奇等人上來。在尋找化石時,門外漢的運氣有時很重要。在洞穴里轉了半天,張穎奇一無所獲,正垂頭要走,崔慶武叫住了他。這位攀巖內行、古生物外行,愣是拿錘子叮咣刨,刨出了一顆牙——正是步氏巨猿的牙齒。至此,他們找到了項目啟動后第一個有步氏巨猿化石的點,團隊給這個洞穴取名為“展望洞”,意為由此展望未來。
此后三四年里,團隊摸清了數十處埋藏有第四紀哺乳動物化石的洞穴地點,并選取了22處進行了樣品采集。其中既包括11處產出步氏巨猿化石的地點,也包括11處時代較晚未產出步氏巨猿化石的地點。
“洞”察秋毫之后,場景需要轉換到實驗室,研究團隊要在這里“抽絲剝繭”,分析并確認巨猿之死的證據。“破解步氏巨猿滅絕之謎,測年結果至關重要,它是整個研究的起點和基石。”張穎奇說。揭示某一物種滅絕的確切原因,原本就是一項不小的挑戰,而在此之前,只有確定該物種在化石記錄中出現的最后時間,才能建立一個明確的時間框架,并在此范圍內進行古環境的重建和攝食行為的還原。研究團隊將6種獨立的測年技術,應用于含化石堆積物和化石本身,獲得157個測年結果。這些年代數據與孢粉、哺乳動物群以及牙齒穩定同位素、微量元素、微磨痕等8個方面的分析結果相結合,為人們全方位地展現了步氏巨猿滅絕的前因后果。如此一來,一個步氏巨猿滅絕時間線就被構建出來。團隊精確鎖定了其滅絕窗口期——29.5萬-21.5萬年前。
研究到這里并未止步。團隊還要“還原案發現場”——通過對孢粉、炭屑、哺乳動物群等分析,重建了步氏巨猿滅絕前后的環境背景。
230萬-70萬年前,是巨猿生存的繁盛期。彼時,地球森林茂盛,木本植物占比較大,偏好果實、花朵等食物的巨猿,在資源豐富且多樣的森林中盛極一時。70萬-29.5萬年前,氣候季節性增強,環境開始變得更加多樣化,森林群落的結構發生變化,非木本植物占比逐漸增加,巨猿偏好的食物逐漸匱乏,由此進入過渡期;偏偏這個時候,巨猿體型越來越大,這意味著它需要攝入更多的營養來維持生存。20萬年前左右,森林退化,環境更加開闊干燥,草地面積大幅增加,巨猿消失不見,進入滅絕后期……
隨著這幅巨猿生態圖景徐徐展開,研究團隊迎來一個頗為有趣的發現。步氏巨猿的近親猩猩,隨著生存條件發生變化,體型變得更小,還改變了攝食行為和棲息地偏好,成為快速適應環境變化、生存策略靈活的“識時務者”。相反,步氏巨猿則有些“不知變通”,像是走到窮途末路的“守舊派”:在其偏好的食物資源匱乏的情況下,仍然依賴缺少營養的備選食物,使其食物的多樣性大為減少;同時,它們的體型卻變得越來越大、越來越笨重,攝食活動的地理范圍也在縮小。就這樣,步氏巨猿種群長期面臨生存壓力,且不斷萎縮,最終走向滅絕。
曾有人猜測,是人類祖先的到來加速了步氏巨猿的滅絕。但中外研究團隊的最新研究否認了這種猜測。“步氏巨猿可能和人類祖先從未謀面,并沒有證據支持它們和人類曾經生活在同一個時空。”張穎奇說。
(摘自《中國青年報》邱晨輝)