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【央媒看临夏】数百万年前马的祖先都吃草?中科院团队最新研究突破传统认知

2023-03-22 来源:中国新闻网  记者:  浏览量:3068

中新网北京2月17日电 (记者 孙自法)数百万年前,地球上的马吃什么、怎么吃?它们的食性与其生态环境适应和演化命运有何关联?马科动物“前世今生”的相关研究长期以来备受关注。

  从约5600万年前始新世早期的始祖马亚科一直到中新世(约2300万年前)以后以三趾马族和真马族为代表的马亚科,马的体型逐渐增大、齿冠变高且趾数减少,马的食性总体上从柔软的叶片变为粗糙的草本植物,并逐渐适应开阔的草原环境,直至成为助力人类文明史的“得力干将”。学界对三趾马庞大家族内不同马的食性特点各执一词,但传统观点普遍认为,进步的真马是最典型的草食动物。

马姣介绍团队最新研究成果。 中新社记者 孙自法 摄

马姣介绍团队最新研究成果。 中新社记者 孙自法 摄

  不过,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)邓涛研究员团队通过对甘肃临夏盆地约530万年前、距今250万-220万年两个地质历史时期动物群中共5种马科动物食性及生态位的最新研究,取得了突破传统认知的新发现:

  第一,约530万年前,两种吃叶较多的三趾马在气候逐渐干冷化的趋势下很快灭绝,而另一种只吃草的三趾马适应下来并存活至距今100万年左右才灭绝;第二,530万年前这种只吃草的三趾马,其后代在约距今约250万-220万年期间还是继续只吃草,且栖息环境比和它共生的真马(埃氏马)更加开阔,而真马则既吃树叶也吃草,然后持续演化成为现生唯一的、只吃草的马。

临夏盆地早更新世真马动物群生态复原图。 李荣山 绘制 摄

临夏盆地早更新世真马动物群生态复原图。 李荣山 绘制 摄

  中国科学家完成的这项关于马科动物古生态演化的重要研究成果论文,近日在国际专业学术期刊《古地理古气候古生态》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)发表。结合马科动物的生态形态学、古环境及古气候分析,本项研究首次揭示出东亚地区马科动物的食性、生态位差异及其在三趾马和真马演化史中的重要意义。

本次研究五种马科动物复原图及相关效果比较。 陈瑜 绘制 

  论文第一作者、中科院古脊椎所副研究员马姣在接受中新社记者采访时介绍说,这次研究着眼于上新世(距今533万年-258万年)至更新世早期(距今258万年-180万年)这一马科动物演化历史中的关键阶段,曾经繁极一时的三趾马在这一阶段逐渐衰落,现生马的祖先真马却迅速崛起。研究团队利用碳氧稳定同位素分析方法,对临夏盆地上新世早期约530万年前十里墩动物群、更新世早期250万-220万年前龙担动物群中共5种马的生态位进行重建研究。

  在十里墩动物群中,原始长鼻三趾马比共生的桑氏垂鼻三趾马和平齿西瓦三趾马更能适应干旱开阔的环境,而后两者的生态位基本重叠,食性上比前者摄入更多叶片。到了更新世,三趾马族在全世界范围内急剧衰落,东亚地区仅剩2种,原始长鼻三趾马的直系后代中国长鼻三趾马就是其中之一;而在龙担动物群中,中国长鼻三趾马也同样占据最开阔的生态环境,食性方面则比共生的大型真马埃氏马摄入更多的粗糙草类资源。

  马姣指出,这一研究结果与学界传统认知正好相反——传统观点一直将晚近的真马视为最典型的食草动物;推断长鼻三趾马可能生活于近水的沼泽环境中,以柔软的叶片为食。因此,该结果量化解答了学界一个世纪以来对东亚本土的长鼻三趾马生态位悬而未决的疑问。

  研究团队还发现,在整个食草动物群中,原始长鼻三趾马和中国长鼻三趾马的碳同位素数据,都有力证明了两种长鼻三趾马在各自所处生态系统中均占据最开阔的生态环境。相比于其他共生的三趾马,两种长鼻三趾马体型更大、颊齿咀嚼能力更强(表现为冠高指数更高且颊齿咬合面的褶皱形态更复杂),肢骨的力学分析也证实长鼻三趾马具有较强的奔跑能力,这些形态学证据也都从另一个角度支持稳定同位素分析所得出的它们适应开阔草原环境并主要吃草的生态习性。

马姣在办公室展示介绍用于本次研究的部分马化石样品。 中新社记者 孙自法 摄

马姣在办公室展示介绍用于本次研究的部分马化石样品。 中新社记者 孙自法 摄

  马姣表示,团队还通过对高冠齿马牙化石的碳氧同位素序列取样研究,揭示出临夏盆地上新世早期的气候更为暖湿。在这样的环境背景下,长鼻三趾马从530万年前温暖湿润的上新世就提前演化出对开阔环境和粗糙草类资源的适应性,从而帮助其成功存活至距今约100万年的更新世。而与其共生的西瓦三趾马和垂鼻三趾马,则可能因为其食物结构中草类资源所占的比重较低而无法适应上新世以后干冷动荡的环境,导致这两种中等体型的三趾马之间的竞争在日益恶化的环境中进一步加剧,使其丧失了原本林地中的生态位,在距今约300万年时灭绝。

  在距今约260万年前的更新世初期,从北美迁徙而来的真马迅速在欧亚大陆扩张,其种类和数量都远超已经衰落的三趾马。临夏盆地龙担动物群中新崛起的真马埃氏马体重近700公斤,比共生的中国长鼻三趾马更大,化石数量也远超中国长鼻三趾马,但后者作为东亚地区的“土著”物种,继续顽强地在它日渐缩小的领地上“苟延残喘”,比另两种三趾马在地球上多存活约200万年。此后,真马完全取代三趾马,并适应第四纪动荡的气候和人类活动的影响而延续至今。(完)

编辑:马宇 责任编辑:孔令定

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