原標題:周口店“北京人”遺址發(fā)現(xiàn)洞熊化石
此前中國無明確的洞熊化石記錄;周口店遺址是否為“北京人”生活場所待進一步研究
洞熊骨架圖。2018年9月攝于美國自然歷史博物館。受訪者供圖
江左其杲手繪的洞熊頭部復原圖。
周口店“北京猿人”遺址洞熊化石研究獲進展。近日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士生江左其杲,其導師劉金毅、標本館陳津和捷克科學院/捷克國家博物館Jan Wanger,以及周口店博物館董翠平、隗建華和寧娟合作,對館藏于古脊椎所和周口店博物館的大型熊類化石做了系統(tǒng)回顧,并識別出其中幾件標本毫無疑問屬于洞熊類,相關研究發(fā)表在科學期刊《Quaternary Science Reviews》上。
江左其杲日前接受記者專訪時表示,此前,多數(shù)學者認為洞熊只生存在歐洲,中國從未有明確無誤的洞熊化石記錄。此次研究大大擴展了人們對洞熊分布的認識,也對周口店“北京猿人”遺址的研究帶來新的認識。
發(fā)現(xiàn)1
證明洞熊曾生活在中華大地
江左其杲介紹,洞熊Ursus spelaeus(以及它的祖先類型德寧格爾熊Ursus deningeri)是第四紀歐洲的標志化石物種,也是人類最早認識到的化石物種之一。這種巨大的熊類曾經(jīng)遍布歐洲,并以喜好在洞穴中居住而著稱。此次研究發(fā)現(xiàn)的中國洞熊化石屬于德寧格爾熊Ursus deningeri。
“在外觀特征上,洞熊有3個基本特征:個體巨大,額頭凸出,小腿較短。這3個特征分別對應洞熊的三個習性:生活在寒冷地區(qū),植物性食性為主,擅長攀爬和發(fā)掘?!苯笃潢浇榻B,洞熊體型巨大,一些種群的洞熊體重超過今天最大的棕熊和北極熊。洞熊和棕熊、北極熊親緣關系十分密切,歷史上棕熊和洞熊還發(fā)生過雜交。洞熊甚至還有少量基因殘留在現(xiàn)在的棕熊之中,就像尼安德特人的基因也殘存在現(xiàn)代人中那樣。
此前,學界對洞熊的認知是怎樣的?江左其杲介紹,在100多萬年的演化歷史中,洞熊與古人類開展了無數(shù)次爭奪洞穴的戰(zhàn)爭,最后以洞熊在17000年前徹底滅絕而結(jié)束。過去,多數(shù)學者認為洞熊只生存在歐洲,最近幾年在俄羅斯地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了一些化石,但在中國從來沒有過明確無誤的洞熊化石記錄。
“這次研究最主要意義在于大大擴展了對洞熊分布的認識,證明洞熊也曾生活在中華大地。這樣一來,洞熊的分布區(qū)就遍布整個歐亞大陸北部?!?江左其杲說,同時還發(fā)現(xiàn)中國洞熊和歐洲洞熊存在一定差異,比如中國洞熊掌骨粗壯,可能更擅長發(fā)掘,因此相比過去的認知,洞熊有了更高的多樣性。
發(fā)現(xiàn)2
為北京猿人研究提供新證據(jù)
此次發(fā)現(xiàn)除對洞熊演化歷史的貢獻外,對周口店“北京猿人”遺址的研究也帶來了新的認識。
“洞熊是穴居熊類,冬天靠冬眠度過。作為一種巨大的熊類,洞熊的脾氣恐怕和‘親戚’棕熊一樣暴躁,絕不會容忍居住的地方還有別的大型動物打擾。而在周口店‘北京猿人’遺址那個年代,古人類狩獵能力還比較低?!苯笃潢奖硎?,如果這里曾是洞熊居所,那古人類是否能和洞熊抗衡,猿人遺址是否真的是北京人生活場所,這些問題都有待進一步研究。
洞熊研究還為北京人生活年代的研究提供了新證據(jù)。江左其杲介紹,洞熊從雜食向素食方向演化,其演化速度極快,尤其是牙齒結(jié)構(gòu)的演化。歐洲學者根據(jù)不同的種群及其時代對應,可將洞熊演化時間分辨率精確到10萬-20萬年。也就是說,每過10萬-20萬年,洞熊的形態(tài)演化積累就達到足夠程度使學者能從化石形態(tài)上區(qū)分出演化階段。這樣就可根據(jù)洞熊形態(tài)推斷遺址形成年代。
“根據(jù)這種對比,周口店洞熊演化水平和歐洲MIS17-13(海洋同位素階段,對應距今50萬-70萬年)的洞熊相當。而現(xiàn)在的大型食肉目動物,很多分布都遍及歐亞大陸兩端,如狼和棕熊,體型更大的洞熊遷徙速率應該很快。因此周口店猿人遺址所處年代很可能也對應這個時間段,即介于距今50萬-70萬年之間?!苯笃潢秸f。
■ 對話
中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士生江左其杲
最開始不抱期望 發(fā)現(xiàn)時“興奮地叫出來”
新京報:平時主要的研究方向和領域是什么?
江左其杲:平時的研究方向是以熊科為核心的食肉目動物的演化。除熊科外也研究狼、獾等動物的演化。周口店是我所在的中科院古脊椎所發(fā)家的地方,雖然經(jīng)過抗戰(zhàn)動亂丟失了大量標本,但仍然是中國第四紀最重要的化石研究地點。
新京報:這次發(fā)現(xiàn)前,經(jīng)過了哪些前期研究工作?
江左其杲:這次洞熊研究成果得以發(fā)表,前期工作非常漫長。由于抗戰(zhàn)原因,周口店的化石標本丟失了很多,保存下來多放在木箱里,散落在研究所庫房,因此對周口店標本的整理是研究的基礎。我大四時開始和標本館老師一起系統(tǒng)整理食肉目化石,一年多時間里,從庫房整理出這些化石。算起來到現(xiàn)在已經(jīng)4年了。
最開始雖然希望能找到有洞熊的證據(jù),但其實并沒抱什么期望,因為當時學術(shù)界普遍觀點是認為中國沒有洞熊存在,我還是受到這種觀點影響,認為周口店地區(qū)可能只有棕熊。
牙齒殘段體現(xiàn)出典型洞熊特征
新京報:最終這個結(jié)果是如何發(fā)現(xiàn)的?當時第一反應是什么?
江左其杲:第一件明確的洞熊標本是我大四畢業(yè)后,暑假在所里實習,在庫房里整理標本時找到的。大四時我曾重點對地下庫房和小湯山庫房的標本進行整理,整理出不少大型熊類的化石,但沒有一件標本展現(xiàn)出典型洞熊特征,其實內(nèi)心已覺得周口店可能真沒有洞熊存在。而發(fā)現(xiàn)的第一件標本保存了三顆未磨損牙齒的下頜殘段,洞熊最容易識別的特征就在牙齒,這三顆牙齒又正是最具鑒定意義的,體現(xiàn)出典型的洞熊特征。
我當時興奮地都叫了出來,可以說是完成了一個夙愿。之后繼續(xù)整理又發(fā)現(xiàn)一套掌骨,明顯比周口店地區(qū)棕熊更粗壯,也符合洞熊特征?,F(xiàn)在回想起來,最關鍵的還是發(fā)現(xiàn)了那第一件標本,使我們確信周口店地區(qū)有洞熊。
懷著這樣的信念,我們重新審視了已經(jīng)整理出的每一件標本,后來我又到捷克國家博物館進修,專門研究了歐洲的洞熊標本,最終確認還有幾件一開始不確定歸屬的標本也屬于洞熊。
去年,我到捷克國家博物館拜訪了Jan Wagner博士和他們博物館的大量洞熊館藏,經(jīng)過詳細對比研究確認了周口店洞熊的演化水平。
下一步將研究洞熊生態(tài)習性
新京報:之后將開展哪些后續(xù)研究?
江左其杲:這次我們主要研究的是周口店洞熊的歸屬、演化水平高低問題,接下來我們計劃對周口店洞熊的生態(tài)習性進行研究,通過牙齒磨痕等確定周口店洞熊的食性和歐洲洞熊是否存在差異。除此之外,還將逐步發(fā)表周口店地區(qū)存在的另外兩種熊類,棕熊和黑熊的相關研究。
新京報:目前大眾對古生物領域了解較少,如何提升大家的認知和興趣?
江左其杲:現(xiàn)在古生物科普工作主要集中在恐龍方面,因此大眾對古哺乳動物了解很少。要提升古哺乳動物對大眾的吸引力,還要多靠研究人員多宣傳,多做科普工作。現(xiàn)在我們所新出的成果,一般都會寫一些專題科普文章,發(fā)表在古脊椎所或中科院微信公眾號。大家有興趣的話可以搜索公眾號“中科院古脊椎所”和“中科院之聲”閱讀。(記者 周依)
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