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知否|为啥剑齿虎等远古食肉动物灭绝了 土狼却幸存?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-10 来源:知否 作者:责任编辑NO。许安怡0216

(原标题:Fossilized teeth of Ice Age predators yield clues to why certain species survived)

作者 | 辰辰

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

洛杉矶拉布里沥青池是一个关于冰河时代的博物馆。很多游客习惯于看到剑齿虎在开阔田野里扑倒马或野牛的场景。但根据古生物学家的最新研究,这种场景在冰河时期实属罕见。实际上,剑齿虎更喜欢在森林的掩护下捕猎,而巨狼更喜欢在开阔的环境中追踪猎物。古生物学家的最新发现还可能会提供一些有价值百科的线索,解释为什么诸如剑齿虎等远古食肉动物灭绝了,而土狼为什么幸存了下来。

所谓更新世(Pleistocene Epoch)可以追溯到距今250万年前到大约1万年前,这段时期包括气候的剧烈变化和人类向生态系统的进化。拉布里沥青池是有关已灭绝更新世古代物种遗迹的最佳宝库之一。在数万年的时间里,动物们会陷进焦油,慢慢陷入坑里,最后死于窒息。随着时间的推移,动物的遗骸变成化石,骨头被困在更坚硬的物质中。沥青池中食肉动物的标本比食草动物多得多,这可能是因为当掠食动物追捕草食动物陷入沥青后,很多食肉动物也随之被吸引到坑里。

拉布里沥青池在1769年被发现。直至今日,科学家们都在不断从中发掘出各种化石遗迹。

2009年开始,范德比尔特大学(Vanderbilt University)古生物学家拉里萨·德桑提斯(Larisa DeSantis)开始研究动物化石。起初她和同事们研究现代动物牙齿上的微磨损,以确定磨损情况是否揭示出这些动物的饮食习惯。例如猎豹会避开骨头,而土狼则会吃掉骨头。狮子的行为介于两者之间。牙齿磨损模式与观察到的进食行为相符。

此前有研究将假设更新世存在“艰难时期”。这一假设表明,拉布里沥青池中保存的很多食肉动物之所以现在已经灭绝,是因为气候变化导致食物匮乏,从而使得竞争加剧。因为研究发现美洲拟狮化石的犬齿断裂,研究人员推测美洲拟狮在咀嚼动物尸体的骨头时硌断了牙齿。但德桑提斯他们对狮子和其他更新世物种的牙齿进行了分析,并没有发现同样的现象。

他们也用同样的方法研究了从拉布里沥青池挖掘出来的化石。德桑提斯和同事在显微镜下对古代美洲狮和其他更新世物种的牙齿磨损情况进行了研究:“我们发现美洲拟狮的进食行为更像猎豹,剑齿虎更像狮子,却都不像鬣狗。没有一只动物在拼命咀嚼尸体。”随后的研究观察了更新世美洲狮的牙齿,以寻找它们饮食习惯的迹象,这些迹象确实显示出像鬣狗一样觅食的迹象,这可能是美洲狮存活至今的原因之一。

现在研究人员对更多动物化石的牙齿进行研究,目的是更好地了解食肉动物和食草动物在更新世是如何共存的。德桑提斯和同事们对牙齿分析样本中所含的同位素特别感兴趣,因为这些同位素包含了动物饮食所需的所有信息。“你吃什么就是什么,”她说。“你吃的每样东西都包含在组织中——捕食者的头发、牙釉质、指甲等等——但它在不同的部位所含的同位素比例不同。”

先前对拉布里沥青池动物指甲化石中同位素进行的研究表明,这些食肉动物的进食偏好有很多重叠之处,这为“艰难时期”假说提供了更多支持。但是德桑提斯等人发现牙齿中的同位素并不是如此。像剑齿虎、狮子和美洲狮这样的猫科动物习惯在森林里狩猎,而像狼这样的犬科动物则在开阔的田野里捕食野牛和马。目前尚不清楚骨头和牙齿中的同位素为何会不同,但德桑蒂斯说,这可能与后者的牙釉质有关。她说:“牙釉质是高度无机的,所以(在沥青池中)沉积后,牙釉质不易发生变化。”这使得牙釉质成为保存同位素的黄金标准。

那么,这些数据能否告诉我们更新世末期有那么多物种灭绝的原因呢?德桑蒂斯说:“我们不能确切地说物种灭绝的原因是什么,但我们能说物种灭绝的后果是什么。”比如美洲狮等幸存下来的物种是那些捕食行为最能适应环境的物种,其从捕猎越来越罕见的大型猎物转变为捕食较小的哺乳动物。而剑齿虎根本无法适应这一点。德桑蒂斯说:“我经常开玩笑说,我想看到剑齿虎咬下一只兔子。”“它们并不善于捕食小动物,仅仅捕食大型猎物可能对它们不利。”

德桑蒂斯目前正在参与一项规模更大的研究,希望进一步阐明气候急剧变化和人类到来对物种灭绝各自的影响。德桑提斯说:“沥青池的好处是将动物遗骸保存得很好。”“拉布里的缺点是所有骨头都堆在一起。不像大多数化石遗址,沥青池里的所有东西混在了一起。”

即将进行的研究将使用放射性碳年代测定法对来自不同坑中不同物种的约400块骨头进行年代测定。然后,研究人员可以确定动物生活的精确时间周期,然后与相应的气候记录相互参照。德桑提斯说:“我们将能够更精确地追踪这些动物所处的生态环境,随着时间的推移,随着气候的变化,随着人类到达这片土地,我们将能够更好地了解灭绝的原因,至少在拉布里地区是这样。”

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本文来源:知否 责任编辑:乔俊婧_NBJ11279

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