邱晨輝

這是一宗“挑食”引發(fā)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(fā)諸多猜測，成為古生物領(lǐng)域未解之謎。

來自中國科學(xué)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(lǐng)域的“福爾摩斯”，聯(lián)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(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)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(zhí)著，使其在面對環(huán)境改變時變得‘脆弱無比，從而鎖定了自己走向滅絕的命運?！?/p>

步氏巨猿滅絕之謎揭開，對于正在面臨生物多樣性危機乃至第六次物種大滅絕的人類，又有哪些啟示？這一切還要從80多年前說起。

“遠房親戚”，迷霧重重

20世紀初，北京周口店發(fā)現(xiàn)直立人化石引起國內(nèi)外關(guān)注，不少國際學(xué)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(xué)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。

故事從這里就開始了。

步氏巨猿被命名后，吸引了不少學(xué)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(xué)者裴文中，在廣西壯族自治區(qū)崇左市大新縣的山洞里，發(fā)現(xiàn)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?shù)乩相l(xiāng)手中輾轉(zhuǎn)得到了步氏巨猿的下頜骨，這是脊椎動物演化的重要證據(jù)，也是判斷靈長類動物親緣關(guān)系和制作復(fù)原模型的重要參考。這些讓科學(xué)家十分興奮，他們在當?shù)乩^續(xù)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?！睆埛f奇說。

目前學(xué)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(xiàn)在紅毛猩猩的兄弟，與人類的親緣關(guān)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(xiàn)代人只能算遠親了?！?/p>

他告訴記者，這種曾經(jīng)廣泛分布于我國南方喀斯特地區(qū)的巨型猿類，在人類到達這片土地之前已經(jīng)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(qū)的其他靈長類動物，都成功適應(yīng)了環(huán)境并繁衍生息，為何唯獨這種體型龐大的巨猿走向滅絕？

此前，科研團隊重新在步氏巨猿最后的棲息地廣西開展了10余年系統(tǒng)的古生物學(xué)調(diào)查，雖然搜集到更多步氏巨猿的化石證據(jù)，但由于缺乏有針對性的系統(tǒng)測年和年代區(qū)間明確的古環(huán)境分析，其滅絕原因仍然困擾著科學(xué)家。

“步氏巨猿的滅絕在古人類學(xué)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(qū)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(shù)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(nèi)的古生物學(xué)家們，在廣西崇左一帶展開了“地毯式”的洞穴調(diào)查。他們和戶外探險專家合作，逐漸摸索總結(jié)出適用于喀斯特峰林地貌的“崖壁洞穴調(diào)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?shù)卮迕裢谙跏茐牧耍灰话闳说讲涣说膽已虑捅冢赡艽嬖谖幢蝗藶槠茐倪^的堆積物和化石?！睆埛f奇說。

他至今記得，第一次獨立發(fā)現(xiàn)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(jīng)過那里，但都因其他挖掘任務(wù)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(fā)，這位專業(yè)人士很快就徒手攀到洞口，設(shè)置好繩索系統(tǒng)，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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)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(chǎn)出步氏巨猿化石的地點，也包括11處時代較晚未產(chǎn)出步氏巨猿化石的地點。

“洞”察秋毫之后，場景需要轉(zhuǎn)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(jù)。

“破解步氏巨猿滅絕之謎，測年結(jié)果至關(guān)重要，它是整個研究的起點和基石?！睆埛f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(zhàn)，而在此之前，只有確定該物種在化石記錄中出現(xiàn)的最后時間，才能建立一個明確的時間框架并在此范圍內(nèi)進行古環(huán)境的重建和攝食行為的還原。

“如果沒有可靠的測年數(shù)據(jù)作支撐，相關(guān)研究可能會在錯誤的年代區(qū)間，進而被錯誤的線索誤導(dǎo)?！睆埛f奇說。

研究團隊將6種獨立的測年技術(shù)，應(yīng)用于含化石堆積物和化石本身，獲得157個測年結(jié)果。這些年代數(shù)據(jù)與孢粉、哺乳動物群以及牙齒穩(wěn)定同位素、微量元素、微磨痕等8個方面的分析結(jié)果相結(jié)合，為人們?nèi)轿坏卣宫F(xiàn)了步氏巨猿滅絕的前因后果。

釋光測年，是此次研究主要采用的測年技術(shù)，這種方法測量的是埋藏步氏巨猿化石的堆積物中的光敏感信號。同時，團隊以直接測定步氏巨猿牙齒化石的釉系法和鈾系-電子自旋共振聯(lián)合法為補充。對化石直接測年，可以確保其年代與埋藏它們的堆積物的釋光測年結(jié)果相互印證。

如此一來，一條步氏巨猿滅絕時間線就被構(gòu)建出來。團隊在貝葉斯分析的基礎(chǔ)上，精確鎖定了其滅絕窗口期：29.5萬～21.5萬年前。

還原“現(xiàn)場”，以古鑒今

研究到這里并未止步。團隊還要“還原案發(fā)現(xiàn)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(huán)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(jié)性增強，環(huán)境開始變得更加多樣化，森林群落的結(jié)構(gòu)發(fā)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(yǎng)來維持生存。20萬年前左右，森林退化，環(huán)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(tài)圖景徐徐展開，研究團隊迎來一個頗為有趣的發(fā)現(xiàn)。

步氏巨猿的近親猩猩，隨著生存條件發(fā)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(yīng)環(huán)境變化、生存策略靈活的“識時務(wù)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(yǎng)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。

這些發(fā)現(xiàn)并非科學(xué)家的假想，可以從一顆顆牙齒中找到蛛絲馬跡。

“盡管有些難以置信，但牙齒組織中確實蘊含了與物種攝食行為相關(guān)的豐富信息，可以幫助我們深度解讀巨猿適應(yīng)環(huán)境的能力以及它們的食物資源多樣性和攝食行為規(guī)律性?！睆埛f奇說。

通過牙齒微量元素和微磨痕紋理分析，研究團隊建立了步氏巨猿繁盛時期和滅絕時期的攝食行為對比模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在繁盛期，步氏巨猿的牙釉質(zhì)和齒質(zhì)中顯示出多條清晰的鍶和鋇的條帶，說明動物能獲取的食物數(shù)量眾多、種類豐富；接近滅絕窗口期，則轉(zhuǎn)變?yōu)檩^不明顯的彌散條帶。

此外，繁盛期的步氏巨猿牙齒中，還可以看到明顯的鉛條帶——說明動物能有規(guī)律地飲水，而在滅絕窗口期則變得不明顯。微磨痕分析結(jié)果也表明，步氏巨猿在繁盛期和接近滅絕窗口期存在明顯的食性差異。

“巨猿偏好的食物資源，主要源于木本植物，比如樹葉、花朵、果實，森林減少之后必然面臨食物匱乏的局面?！睆埛f奇說，巨猿的這份固執(zhí)與保守導(dǎo)致了它的滅亡。

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?！安绞暇拊晨赡芎腿祟愖嫦葟奈粗\面，并沒有證據(jù)支持它們和人類曾經(jīng)生活在同一個時空?！睆埛f奇說。

巨猿之死和人類之間的關(guān)系并不局限于此。

“物種為什么會走向滅絕？人類會不會有危險？這正是古生物研究的內(nèi)容之一?！敝袊茖W(xué)院古脊椎動物與古人類研究所所長鄧濤說：“工業(yè)革命以來，全球變暖加速，這對于人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)將造成巨大影響，巨猿繁盛時期，在南方森林占絕對優(yōu)勢地位，卻最終因為‘挑食‘固執(zhí)而滅絕。對于面臨‘第六次物種大滅絕風(fēng)險的地球‘現(xiàn)住戶，不啻一記遙遠的警鐘。”

張穎奇也告訴記者，當前正面臨大規(guī)模生物多樣性危機的嚴峻挑戰(zhàn)，迫切要求科學(xué)界借鑒步氏巨猿的滅絕歷程，探討過去懸而未決的滅絕事件的原因，洞察遠古時期環(huán)境與生物的變遷，這些將為人們理解過去乃至將來靈長類動物的生存韌性和適應(yīng)策略提供新的啟示。

他同時表示，此次研究只是揭開步氏巨猿神秘面紗的“冰山一角”，由于目前還缺乏巨猿顱骨及顱后骨骼等化石證據(jù)，科學(xué)家對這一遠親仍然知之甚少?！八鼈儣⒃跇渖线€是地面？采取哪種位移行為？在演化樹上處在怎樣的位置？它們的體型為什么會發(fā)生變化？還有很多謎團，有待今后逐步解開?！睆埛f奇說。

（魚兒摘自中國青年網(wǎng)）