數(shù)百萬(wàn)年前馬的祖先都吃草？中科院團(tuán)隊(duì)最新研究突破傳統(tǒng)認(rèn)知

　　原標(biāo)題：數(shù)百萬(wàn)年前馬的祖先都吃草？中科院團(tuán)隊(duì)最新研究突破傳統(tǒng)認(rèn)知

　　數(shù)百萬(wàn)年前，地球上的馬吃什么、怎么吃？它們的食性與其生態(tài)環(huán)境適應(yīng)和演化命運(yùn)有何關(guān)聯(lián)？馬科動(dòng)物“前世今生”的相關(guān)研究長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注。

　　從約5600萬(wàn)年前始新世早期的始祖馬亞科一直到中新世(約2300萬(wàn)年前)以后以三趾馬族和真馬族為代表的馬亞科，馬的體型逐漸增大、齒冠變高且趾數(shù)減少，馬的食性總體上從柔軟的葉片變?yōu)榇植诘牟荼局参铮⒅饾u適應(yīng)開(kāi)闊的草原環(huán)境，直至成為助力人類文明史的“得力干將”。學(xué)界對(duì)三趾馬龐大家族內(nèi)不同馬的食性特點(diǎn)各執(zhí)一詞，但傳統(tǒng)觀點(diǎn)普遍認(rèn)為，進(jìn)步的真馬是最典型的草食動(dòng)物。

　　馬姣介紹團(tuán)隊(duì)最新研究成果。　中新社記者 孫自法 攝

　　不過(guò)，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(中科院古脊椎所)鄧濤研究員團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)甘肅臨夏盆地約530萬(wàn)年前、距今250萬(wàn)-220萬(wàn)年兩個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期動(dòng)物群中共5種馬科動(dòng)物食性及生態(tài)位的最新研究，取得了突破傳統(tǒng)認(rèn)知的新發(fā)現(xiàn)：

　　第一，約530萬(wàn)年前，兩種吃葉較多的三趾馬在氣候逐漸干冷化的趨勢(shì)下很快滅絕，而另一種只吃草的三趾馬適應(yīng)下來(lái)并存活至距今100萬(wàn)年左右才滅絕；第二，530萬(wàn)年前這種只吃草的三趾馬，其后代在約距今約250萬(wàn)-220萬(wàn)年期間還是繼續(xù)只吃草，且棲息環(huán)境比和它共生的真馬(埃氏馬)更加開(kāi)闊，而真馬則既吃樹(shù)葉也吃草，然后持續(xù)演化成為現(xiàn)生唯一的、只吃草的馬。

　　臨夏盆地早更新世真馬動(dòng)物群生態(tài)復(fù)原圖。　李榮山 繪制 攝

　　中國(guó)科學(xué)家完成的這項(xiàng)關(guān)于馬科動(dòng)物古生態(tài)演化的重要研究成果論文，近日在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《古地理古氣候古生態(tài)》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)發(fā)表。結(jié)合馬科動(dòng)物的生態(tài)形態(tài)學(xué)、古環(huán)境及古氣候分析，本項(xiàng)研究首次揭示出東亞地區(qū)馬科動(dòng)物的食性、生態(tài)位差異及其在三趾馬和真馬演化史中的重要意義。

　　本次研究五種馬科動(dòng)物復(fù)原圖及相關(guān)效果比較。　陳瑜 繪制 

　　論文第一作者、中科院古脊椎所副研究員馬姣在接受中新社記者采訪時(shí)介紹說(shuō)，這次研究著眼于上新世(距今533萬(wàn)年-258萬(wàn)年)至更新世早期(距今258萬(wàn)年-180萬(wàn)年)這一馬科動(dòng)物演化歷史中的關(guān)鍵階段，曾經(jīng)繁極一時(shí)的三趾馬在這一階段逐漸衰落，現(xiàn)生馬的祖先真馬卻迅速崛起。研究團(tuán)隊(duì)利用碳氧穩(wěn)定同位素分析方法，對(duì)臨夏盆地上新世早期約530萬(wàn)年前十里墩動(dòng)物群、更新世早期250萬(wàn)-220萬(wàn)年前龍擔(dān)動(dòng)物群中共5種馬的生態(tài)位進(jìn)行重建研究。

　　在十里墩動(dòng)物群中，原始長(zhǎng)鼻三趾馬比共生的桑氏垂鼻三趾馬和平齒西瓦三趾馬更能適應(yīng)干旱開(kāi)闊的環(huán)境，而后兩者的生態(tài)位基本重疊，食性上比前者攝入更多葉片。到了更新世，三趾馬族在全世界范圍內(nèi)急劇衰落，東亞地區(qū)僅剩2種，原始長(zhǎng)鼻三趾馬的直系后代中國(guó)長(zhǎng)鼻三趾馬就是其中之一；而在龍擔(dān)動(dòng)物群中，中國(guó)長(zhǎng)鼻三趾馬也同樣占據(jù)最開(kāi)闊的生態(tài)環(huán)境，食性方面則比共生的大型真馬埃氏馬攝入更多的粗糙草類資源。

　　馬姣指出，這一研究結(jié)果與學(xué)界傳統(tǒng)認(rèn)知正好相反——傳統(tǒng)觀點(diǎn)一直將晚近的真馬視為最典型的食草動(dòng)物；推斷長(zhǎng)鼻三趾馬可能生活于近水的沼澤環(huán)境中，以柔軟的葉片為食。因此，該結(jié)果量化解答了學(xué)界一個(gè)世紀(jì)以來(lái)對(duì)東亞本土的長(zhǎng)鼻三趾馬生態(tài)位懸而未決的疑問(wèn)。

　　研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)食草動(dòng)物群中，原始長(zhǎng)鼻三趾馬和中國(guó)長(zhǎng)鼻三趾馬的碳同位素?cái)?shù)據(jù)，都有力證明了兩種長(zhǎng)鼻三趾馬在各自所處生態(tài)系統(tǒng)中均占據(jù)最開(kāi)闊的生態(tài)環(huán)境。相比于其他共生的三趾馬，兩種長(zhǎng)鼻三趾馬體型更大、頰齒咀嚼能力更強(qiáng)(表現(xiàn)為冠高指數(shù)更高且頰齒咬合面的褶皺形態(tài)更復(fù)雜)，肢骨的力學(xué)分析也證實(shí)長(zhǎng)鼻三趾馬具有較強(qiáng)的奔跑能力，這些形態(tài)學(xué)證據(jù)也都從另一個(gè)角度支持穩(wěn)定同位素分析所得出的它們適應(yīng)開(kāi)闊草原環(huán)境并主要吃草的生態(tài)習(xí)性。

　　馬姣在辦公室展示介紹用于本次研究的部分馬化石樣品。　中新社記者 孫自法 攝

　　馬姣表示，團(tuán)隊(duì)還通過(guò)對(duì)高冠齒馬牙化石的碳氧同位素序列取樣研究，揭示出臨夏盆地上新世早期的氣候更為暖濕。在這樣的環(huán)境背景下，長(zhǎng)鼻三趾馬從530萬(wàn)年前溫暖濕潤(rùn)的上新世就提前演化出對(duì)開(kāi)闊環(huán)境和粗糙草類資源的適應(yīng)性，從而幫助其成功存活至距今約100萬(wàn)年的更新世。而與其共生的西瓦三趾馬和垂鼻三趾馬，則可能因?yàn)槠涫澄锝Y(jié)構(gòu)中草類資源所占的比重較低而無(wú)法適應(yīng)上新世以后干冷動(dòng)蕩的環(huán)境，導(dǎo)致這兩種中等體型的三趾馬之間的競(jìng)爭(zhēng)在日益惡化的環(huán)境中進(jìn)一步加劇，使其喪失了原本林地中的生態(tài)位，在距今約300萬(wàn)年時(shí)滅絕。

　　在距今約260萬(wàn)年前的更新世初期，從北美遷徙而來(lái)的真馬迅速在歐亞大陸擴(kuò)張，其種類和數(shù)量都遠(yuǎn)超已經(jīng)衰落的三趾馬。臨夏盆地龍擔(dān)動(dòng)物群中新崛起的真馬埃氏馬體重近700公斤，比共生的中國(guó)長(zhǎng)鼻三趾馬更大，化石數(shù)量也遠(yuǎn)超中國(guó)長(zhǎng)鼻三趾馬，但后者作為東亞地區(qū)的“土著”物種，繼續(xù)頑強(qiáng)地在它日漸縮小的領(lǐng)地上“茍延殘喘”，比另兩種三趾馬在地球上多存活約200萬(wàn)年。此后，真馬完全取代三趾馬，并適應(yīng)第四紀(jì)動(dòng)蕩的氣候和人類活動(dòng)的影響而延續(xù)至今。