錢邁平馬雪姜楊蔣仁
老象吃嫩草深陷難自拔
——5萬年前一頭老年古菱齒象的遭遇
錢邁平馬雪姜楊蔣仁
2016年4月23日,江蘇省泗洪縣國土資源局在實(shí)施本縣石集鄉(xiāng)柳山等村高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)土地整治項(xiàng)目工程施工期間,在毛山村桂臺(tái)附近溧河轉(zhuǎn)彎處,大堤?hào)|側(cè)排澇大溝斷流后出露的溝底地下約3.5米深度,發(fā)現(xiàn)一具古象的骨架化石。
5月12日,應(yīng)江蘇省國土資源廳邀請(qǐng),我們到現(xiàn)場(chǎng)考察,確定為淮河古菱齒象(Pa la eoloxodon hua ihoensis)化石,埋藏層位是第四系上更新統(tǒng)塔蘭托階(Ta ra ntia n)戚嘴組上部,地層沉積年齡約5萬年,處于氣候溫暖濕潤的MIS3間冰期。這具古象化石是國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的保存最完整的古菱齒象化石之一,包括門齒、下頜骨、盆骨、脊椎骨、肩胛骨、肋骨、四肢長骨等骨骼化石,集中分布在約40平方米的范圍內(nèi)。
根據(jù)其第3臼齒磨痕判斷,這頭古象死亡年齡約50歲,鑒于象的平均年齡通常約70歲,其死亡時(shí)已屬中老年。非??上У氖?,這具古象的頭骨化石在土地整治項(xiàng)目工程施工中被挖掘機(jī)的鏟斗損毀,下臼齒及下頜的前部也被鏟壞。
這頭古象的肱骨長度超過1米,股骨長超過1.3米,推算它站立時(shí)肩高可超過4米,體重可超過10噸。
這頭古象究竟是怎么死在這里的呢?這就要從埋藏這具骨架化石的地層找答案:
從挖掘現(xiàn)場(chǎng)的地層剖面可見,棕黃、棕紅色含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳結(jié)核粉砂質(zhì)亞粘土層在上面,埋藏古象化石的淺灰綠色粉砂層在下面,是河漫灘沼澤濕地沉積。這頭古象是在此不幸陷入淤泥,掙扎無果而慘遭滅頂。
那么,這頭古象為什么要到這樣危險(xiǎn)的爛泥塘來呢?這就說來話長了。
象在生物學(xué)的系統(tǒng)分類中,屬于長鼻目(Proboscidea),象科(Elepha ntida e),其中的非洲象(Loxodonta a frica na)是今天世界上最大的陸生哺乳動(dòng)物,成年雄性身高可接近4米。
古菱齒象是更新世期間曾廣泛分布在非洲、歐洲和亞洲的一類古象,化石記錄顯示,其大型的納瑪古菱齒象(Pa la eoloxodon na ma dicus,右)個(gè)頭比現(xiàn)代最大的非洲象(左)還要大,身高可達(dá)5米。
另一種大型古菱齒象是雄性成年個(gè)體身高可達(dá)4.5米的瑞氏古菱齒象(Pa la eoloxodon recki,左),與現(xiàn)代雄性成年亞洲象(Elepha s ma ximus,中)和身高1.8米的男性成年人(Homo sa piens,右)個(gè)頭比起來是這樣的。
但并非所有的古菱齒象都是大塊頭,它們中還有許多種或亞種是小個(gè)子。如,法氏古菱齒象(Pa la eoloxodon fa lconeri),也許就是長鼻目動(dòng)物中最矮小的種。其成年雄性個(gè)體身高約1米,成年雌性個(gè)體身高約0.8米,幼年個(gè)體身高約0.3米。瞧,這一家三口與身高1.8米的男性成年人比起來是這樣的。
怎么會(huì)這樣呢?這就要從它們當(dāng)時(shí)所處的地質(zhì)時(shí)代說起。
在距今258.8萬年到1. 17萬年的更新世時(shí)期,地球氣候經(jīng)歷著從溫暖到寒冷的反復(fù)變化,也就是間冰期與冰期的不斷交替,其最顯著的特征就是海平面頻繁地大幅度升降。上圖是地球科學(xué)家根據(jù)地質(zhì)研究的結(jié)果復(fù)原的一幅5萬年前的晚更新世時(shí)期古地理圖,其白色區(qū)是冰蓋,黃色和綠色區(qū)是陸地,淺藍(lán)色區(qū)是淺海大陸架及海底高地,深藍(lán)色區(qū)是深海。
(Rona ld Bla key,2011)
冰期氣候寒冷,巨量的水凍結(jié)在超過1500米厚的陸地冰川中,海平面因此下降可達(dá)100米或更多,大部分淺海大陸架露出海面成為陸地,原先的濱海成為內(nèi)陸,島嶼成為高地,海峽成為通途。陸地生物群有的不能適應(yīng)環(huán)境巨變而滅絕,有的演化成適應(yīng)寒冷的動(dòng)物,如上面的圖所顯示的猛犸象(Ma mmuthus primigenius)和披毛犀(Coelodonta a ntiquita tis)等,有的通過擴(kuò)展的陸地遷徙到新的較合適的生活環(huán)境,古菱齒象就是這樣遍布到世界許多地方。
間冰期氣候溫暖,冰川消融釋放出巨量的水匯入海洋,海平面上升可達(dá)100米或更多,大陸架被完全淹沒成為淺海。古菱齒象群被分隔在不同的大陸或島嶼,為適應(yīng)所處的生活環(huán)境而各自演化。
在食物資源豐富,活動(dòng)空間廣闊,掠食動(dòng)物橫行的大陸,它們體形趨向巨大化,如非洲的瑞氏古菱齒象,歐洲的古老古菱齒象(Pa la eoloxodon a ntiquus),南亞的納瑪古菱齒象及中國的淮河古菱齒象。它們成群的在大陸上漫步覓食,以自身巨大的體量優(yōu)勢(shì),迫使掠食動(dòng)物不敢輕舉妄動(dòng)。
在食物資源和活動(dòng)空間都很受限制的島嶼,它們的體形趨向侏儒化,如地中海島嶼的法氏古菱齒象、馬耳他古菱齒象(Pa la eoloxodon melitensis)、莫奈德里古菱齒象(Pa la eoloxodon mna idriensis)、塞浦路斯古菱齒象(Pa la eoloxodon cypriotes)、哈尼亞古菱齒象(Pa la eoloxodon cha niensis)、蒂洛斯古菱齒象(Pa la eoloxodon tiliensis)及日本的諾氏古菱齒象(Pa la eoloxodon na uma nni)。瞧,左圖中法氏古菱齒象和法氏天鵝(Cygnus fa lconeri),在更新世時(shí)期馬耳他-西西里一帶的海島上和平共處。
正是由于冰期-間冰期如此頻繁地反復(fù)交替,使得古菱齒象不斷地遷徙,擴(kuò)大了它們的生活區(qū)域,其群落之間也不斷地隔離,融合,再隔離,再融合,導(dǎo)致它們分異演化出眾多的種或亞種。
今天,世界許多博物館都陳列著它們不同種或亞種的化石標(biāo)本及大大小小的復(fù)原骨架。如上圖所示陳列在德國柏林自然博物館(Na turkunde Museum,Berlin)的古老古菱齒象非常完整的骨架化石。
左圖為陳列在意大利米蘭市自然歷史博物館(Museo Civico di StoriaNa tura le di Mila no)的法氏古菱齒象成年雄性和雌性個(gè)體復(fù)原骨架。
右圖為陳列在馬耳他加達(dá)蘭洞穴博物館(Gha r Da la m Ca ve a nd Museum)的馬耳他古菱齒象幼年個(gè)體復(fù)原骨架。
右圖為陳列在意大利維羅納自然歷史博物館(Museo di StoriaNa tura ledi Verona)的莫奈德里古菱齒象化石。
距今約20萬~1萬年前晚更新世期間,淮河古菱齒象廣泛分布于華北、華東及朝鮮等地。自1935年以來,先后已有數(shù)以百計(jì)的化石發(fā)現(xiàn),但大多是殘破零星的骨骼或牙齒,完整的骨架化石很少。這是由于陸地動(dòng)物死亡后,暴露的遺體很容易因風(fēng)化,腐爛,搬運(yùn)而解體或被別的動(dòng)物分食、肢解而破壞。這次在江蘇省泗洪縣發(fā)現(xiàn)較完整骨架化石,是得益于其特殊的死亡方式——淤陷埋葬,即陷入淤泥,在掙扎中越陷越深,最終被淤泥埋葬。1972年12月,安徽省懷遠(yuǎn)縣茆塘村茨淮新河南岸水利工地發(fā)現(xiàn)的一具相當(dāng)完整的淮河古菱齒象骨架化石,也是這樣淤陷埋葬的,現(xiàn)陳列在合肥安徽省博物館(見上圖)。
左圖為2014年7月3日,日本東京國立自然科學(xué)博物館剛完成架裝的諾氏古菱齒象一個(gè)三口之家的骨架復(fù)原。
象怎么會(huì)被淤陷埋葬的呢?這就要從它們的臼齒說起。
象有上下左右4塊臼齒,一生要換3次。隨著年齡的增長,新的臼齒會(huì)從后面長出來,向前推動(dòng)磨損掉的舊臼齒直至脫落。進(jìn)入中老年時(shí),第3套臼齒(最后生出的一套臼齒)已磨損嚴(yán)重而難以咀嚼堅(jiān)硬粗糙的植物,所以它們就偏好吃細(xì)嫩多汁的植物。沼澤濕地是這種植物生長較多的地方,那里也因此成為中老年象經(jīng)常出沒的地方。許多時(shí)候,它們會(huì)長期生活在那里直到死亡,往往造成象的遺骸在這些地方比較集中。這種現(xiàn)象導(dǎo)致人們長期都誤以為,象老了都是要到一個(gè)特殊的地點(diǎn)去死。
古菱齒象的臼齒磨蝕到一定程度后,齒板上的釉質(zhì)環(huán)會(huì)擴(kuò)大呈菱形,故因此得名。上圖所示的是2005年9月,在天津薊縣楊津莊鎮(zhèn)小陳莊磚廠工人在廠區(qū)內(nèi)挖土?xí)r發(fā)現(xiàn)的一個(gè)相當(dāng)完整的古菱齒象下頜骨化石,其左、右第3臼齒保存完好(A.右側(cè)視,B.前視,C.俯視,比例尺20厘米)。
這些身高4~5米,體重10~14噸的大家伙,當(dāng)時(shí)行走山林草原,幾乎沒有天敵,所到之處,獅虎狼熊紛紛避讓。卻只是因?yàn)樽詈笠惶拙数X的磨損,而不得不經(jīng)常要冒險(xiǎn)進(jìn)入沼澤濕地找吃的,一不留神就命喪爛泥塘!