
研究人員發(fā)現(xiàn)了5200萬年前靈長(zhǎng)類動(dòng)物在加拿大北部殖民的證據(jù)。資料來源:Kaca Skokanova/Shutterstock
(神秘的大北地埃島發(fā)的史動(dòng)物地球uux.cn)據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)(作者:Jason Gilchrist, The Conversation):科學(xué)家最近在研究加拿大北極高地埃爾斯米爾島的化石時(shí)發(fā)現(xiàn)了兩種新的史前靈長(zhǎng)類動(dòng)物。靈長(zhǎng)類動(dòng)物親緣關(guān)系密切,現(xiàn)兩很可能起源于一次殖民事件,種新之后它們分裂為兩個(gè)物種:伊格納西烏斯·道索納(Ignacius dawsonae)和伊格納西尤斯·麥克肯奈(Ignacius mckennai)。前靈
在5200萬年前,長(zhǎng)類它們代表了已知的化石最新成員。
靈長(zhǎng)類動(dòng)物在被稱為始新世早期氣候最佳期(EECO)的加拿極高距今歷史性全球變暖期間在高緯度地區(qū)定居。在這一時(shí)期,大北地埃島發(fā)的史動(dòng)物高緯度的現(xiàn)兩北極地區(qū)現(xiàn)在寒冷且不適宜居住,其氣候類似于美國(guó)東南部的種新柏樹沼澤。靈長(zhǎng)類動(dòng)物與今天與氣候變暖相關(guān)的前靈物種共享這一景觀,包括鱷魚和貘。長(zhǎng)類
這一變暖時(shí)期對(duì)生物多樣性產(chǎn)生了重大影響?;鼘?duì)我們今天對(duì)氣候變化的加拿極高距今理解也有重要影響。人類對(duì)氣候的影響如此巨大,以至于科學(xué)家們呼吁承認(rèn)一個(gè)新的地質(zhì)時(shí)期,稱為人類世。
北極靈長(zhǎng)類新化石
埃爾斯米爾伊格納修斯(Ellesmere Ignacius)物種僅從牙齒和頜骨碎片中得知。但其他可獲得額外骨骼材料的伊格納修斯(Ignacius)物種表明,它們的生活方式類似于現(xiàn)代柯魯古(colugos),一種原產(chǎn)于東南亞的滑翔哺乳動(dòng)物。這些新的靈長(zhǎng)類動(dòng)物很可能是從北美洲南緯度地區(qū)的祖先產(chǎn)猴(已滅絕的滑翔靈長(zhǎng)類動(dòng)物)進(jìn)化而來的。
根據(jù)牙齒大小,1.17千克的dawsonae是該屬最大的中緯度成員Ignacius clarkforkensis(0.47千克)的兩倍。Ignacius mckennai體重1.98公斤,可能是它最大的南方表親的四倍大。新的伊格納修斯大約有一只兔子那么大。
這些結(jié)果支持伯格曼法則,一種將氣候與動(dòng)物解剖學(xué)聯(lián)系起來的理論。它指出,氣候越冷,動(dòng)物就越大。盡管在EECO期間,北極高地比現(xiàn)在更溫暖,但其氣候仍然比伊格納修斯物種的祖先范圍更冷。
隨著形狀變大,其相對(duì)表面積與體積之比變小。這意味著對(duì)于較大的動(dòng)物來說,熱量損失的表面積相對(duì)較小。為了最大限度地減少熱量損失,生活在寒冷氣候中的動(dòng)物往往比在溫暖氣候中的同類動(dòng)物更大。
例如,企鵝廣泛遵循伯格曼法則。大型帝企鵝生活在南極附近,而較小的物種如洪堡企鵝則棲息在赤道附近。
埃爾斯米爾·伊格納修斯還擁有巨大的牙齒和下顎肌肉。生物力學(xué)表明,相對(duì)較低的鋸齒狀臼齒具有較高的咬合力。這表明飲食中包含了種子和堅(jiān)果等較硬的食物,這些食物在這種北緯度地區(qū)漫長(zhǎng)的黑暗冬季提供了食物來源。
發(fā)現(xiàn)的科學(xué)
這些化石在幾十年的時(shí)間里在多個(gè)地點(diǎn)被挖掘出來,然后用微型計(jì)算機(jī)斷層掃描進(jìn)行檢查和拍照。這是一種現(xiàn)代技術(shù),它允許科學(xué)家以數(shù)字方式繪制嵌在巖石中的化石解剖圖。
研究人員隨后對(duì)牙齒和頜骨碎片進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析,以確定與先前描述的物種的身份和進(jìn)化關(guān)系。他們還將牙齒形貌(牙齒表面的3D景觀圖)與活的和其他靈長(zhǎng)類化石進(jìn)行了比較,以確定新物種的可能飲食。
對(duì)未來發(fā)展的影響
EECO將看到動(dòng)物物種的更替。隨著當(dāng)?shù)貧夂蜃兣?,個(gè)體生物有兩種選擇:移動(dòng)或死亡。在物種層面,動(dòng)物有第三種選擇,即世代進(jìn)化以適應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件。
生活在溫暖氣候中的哺乳動(dòng)物在不斷變化的北極棲息地定居,這一事實(shí)很可能是因?yàn)樗鼈冏约旱淖嫦葪⒌刈兊眠^于炎熱。這表明了移民,然后是進(jìn)化輻射,填補(bǔ)氣候變化造成的開放生態(tài)位的潛力。
但殖民是有選擇性的。包括鹿、羚羊、馬和小型食草動(dòng)物在內(nèi)的幾種哺乳動(dòng)物生活在更南部的溫暖地區(qū),但并不棲息在這樣的北緯地區(qū)。在EECO期間,更多種類的原始靈長(zhǎng)類動(dòng)物也沒有把埃爾斯米爾作為自己的家。因此,高北極地區(qū)的生物多樣性仍低于偏南緯度地區(qū)。
研究人員認(rèn)為,溫度不是成功殖民的主要障礙。相反,可能是漫長(zhǎng)的冬季黑暗,以及由此對(duì)植物材料作為食物的可用性產(chǎn)生的影響。一些哺乳動(dòng)物沒有能力進(jìn)行這種轉(zhuǎn)變。
歷史告訴我們,各種哺乳動(dòng)物可以向北移動(dòng)并適應(yīng),生物多樣性也可以增加。但進(jìn)化需要兩件事:基因多樣性和時(shí)間。
然而,不斷擴(kuò)大的人口對(duì)自然的破壞作用越來越大。例如,迫害和棲息地喪失減少了種群規(guī)模和物種間的遺傳多樣性。污染也意味著氣候變化比以往任何時(shí)候都快。因此,物種更難適應(yīng)。
具有諷刺意味的是,氣候變化也可能解釋北極伊格納修斯物種滅絕的原因。隨著北極氣溫再次降低,伊格納修斯很可能發(fā)現(xiàn)自己對(duì)寒冷不適應(yīng),無法向南遷徙或與更適應(yīng)其環(huán)境的中緯度物種競(jìng)爭(zhēng)。
人類通過利用技術(shù)逃避環(huán)境挑戰(zhàn)來欺騙氣候。空調(diào)、中央供暖和衣服使人類能夠在我們無法忍受的地方生存。
但我們很容易受到氣候變化的影響。如果人類導(dǎo)致的氣候變化持續(xù)下去,那么不僅僅是其他動(dòng)物會(huì)經(jīng)歷與伊格納修斯相同的命運(yùn)。我們也會(huì)。