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3400万年前,一个重要的分岔口---- 气候变化改变

更新日期:2019-12-16 16:10
发生在3400万年前的剧烈气候变化,让亚洲与非洲的灵长类奏章了截然不同的演变轨迹,进而导致了人类诞生于非洲的结果。
 
  距今3400万年前,剧烈的全球气候变化,标志着始新世的结束,也开启了渐新世的大门。
  倪喜军及其团队研究发现,发生于3400万年前的全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,而且这种影响是如此巨大,以至于关系到人类的非洲起源。该研究成果于近日刊发在《科学》杂志上。
  
  剧烈气候变化导致动植物“大洗牌”
  距今3400万年前在地质学上被称为始新世-渐新世过渡期。“在这个时期,全球气候发生了非常剧烈的变化,这次变化是自6500万年前恐龙灭绝以后规模最大的气候剧变。”倪喜军告诉记者。
  始新世的2200万年间,地球就像一个大“温室”,整个地球冬夏季节温差不大,约为3℃到4℃左右,热带丛林的标志性植物棕榈树甚至能在阿拉斯加生存。但到了渐新世,温差变大,冬季更加干冷,夏季则比较热,南极的冰盖急剧扩大,“正是在3400万年前,南极才开始被大面积的冰覆盖,这种情况一直持续到现在。”
  目前,对于该时期气候急剧变化的原因有很多假说。有人认为,环南极洋流形成,使大陆快速降温;也有假说认为,距今3400万年前,青藏高原已经抬升到一定的高度,使得大气水气循环发生很大变化,进而影响到全球环境;还有研究认为,温室气体被固定下来也是气候发生变化的重要原因。尽管目前存在多种解释,但比较确定的是,这个时期确实发生了全球范围内剧烈的气候变化。
  气候的变化导致地球上的动物群和植物群近乎重新洗牌。当然,这种变化并非一夕完成,而是持续了40万年。“植物的反应是最明显的。”倪喜军说,该时期森林大面积消失,热带雨林退缩到低纬度地区,干旱开阔的生境急剧扩展。
  动物显然也不能对剧烈的气候变化“无动于衷”。比如和灵长类亲缘关系很近的近兔猴便完全绝灭了。不过,实际情况更为复杂。“在动物中,尤其是陆生动物,并没有发生人们想象中的大规模灭绝事件。”倪喜军解释说,“实际上,很多灭绝事件并非是某一个支系完全绝灭,就像恐龙那样一下子全都消失了,而是特定的支系灭绝了。比如说,适应在森林中生活的犀牛死了,但适应在草原生活的犀牛却活了下来。”受迫于古气候环境剧变的压力,动物演化支系发生了明显的再组织,这种现象被归结为“演化滤器”效应。
  
  亚洲非洲灵长类走上不同演化之路
  零散的牙齿、上下颌骨碎片和少量头后骨骼片段——摆在倪喜军及其团队面前的是发现于我国西南的距今3400万年的6种灵长类化石新属种的化石,其中包括一种类人猿、一种眼镜猴和4种狐猴一样的灵长类。“这些化石看上去并不吸引人,但却十分重要。”
  他们在大数据分析的基础上,确定了这些新化石以及发现于缅甸、巴基斯坦、阿曼、埃及等地的相近时期灵长类化石的演化支系,进而分析了灵长类的系统演化对全球气候变化的应对模式。
  倪喜军说,在始新世-渐新世过渡期,全球气候急剧变冷,而灵长类动物对温度非常敏感。结合对新化石的分析,他们认为,灵长类在环境急剧变化的压力下产生了两个不同的演化模式:原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝;这一时期的非洲北部和亚洲南部仍然保留有热带丛林,因此这些地区的灵长类得以幸存,但经历了显著的动物群再组织过程。
  尽管亚洲至少在5500万年前就可能出现类人猿,且在2100万年间不断辐射发展。但自3400万年前以后,类人猿在亚洲的数量和种类都急剧减少,但狐猴型的灵长类几乎没有受到影响。也就是说,3400万年前的全球气候变化把亚洲大部分类人猿像过筛子一样筛掉了。但在非洲则出现了不同情形,狐猴型的灵长类几乎完全绝灭,类人猿的多样性却急剧增加。
  对此,目前尚不清楚原因。倪喜军告诉记者,非洲的森林和亚洲森林之间出现的一点点差别,就可能导致亚洲更适于狐猴生存、非洲更适合类人猿存在的情况发生。也有可能是由于生态学上的一个偶然因素,某一个类群种群数量减少,它所腾出来的生态位会被其他类群占据,生态位一旦被占据,便很难再拿回来。
  正是由于始新世至渐新世的“演化滤器”,直接导致类人猿主要支系的产生,甚至关系到人类的起源。在经历了“演化滤器”作用之后,亚洲的类人猿走向灭绝,非洲的类人猿却走向了繁盛之路,并最终演化出猕猴和叶猴等旧大陆猴类、各种猿类以及人类。
  
  有一天,我们也可能会走到分岔口
  也有人会问,几百万年前甚至上千万年前的气候变化和生物演化,和现在有什么关系呢?
  “从现在的研究可以看到,这对我们的影响太大了。” 倪喜军说,“人类是从非洲走出来的,如果不是因为这次大的偶然变化,可能就不是从非洲走出来了。”
  “气候环境变化很可能造成很多不可预测的结果,就像是在一个小小的岔路口,如同蝴蝶效应似的一点点的初始变化,可能最终导致完全不同的结果。从这点来看,我们现在面对现今世界环境的变化,就需要特别小心,在人类还没有准备好之前,尽可能避免发生剧烈的变化,要不然我们也可能成为被筛掉的一部分。”
  倪喜军多年从事古生物研究。“这让我们从全新的角度思考。”他说,“我们知道现在气候变化可能会导致很多问题,如果处理不当,历史上发生的事情还有可能再次发生。其实像始新世到渐新世的环境剧变在地质历史时期发生过很多次,每一次都导致全球生物群的调整,研究和分析地质历史时期的变化对现在有很大的借鉴作用。”