鄧濤:生命逐高山,遠古獸類蹤跡啓示錄_風聞
CC讲坛-CC讲坛官方账号-创新引领未来,传播改变世界。51分钟前
地球演化億萬載,曾經更冷曾經更熱,生命是如何演化至今的?人類的出現,扮演了怎樣的角色?未來又是什麼樣子?答案就在遠古獸類的演化蹤跡中。
鄧濤 中國科學院古脊椎動物與古人類研究所所長、研究員
我們都知道世界上最高的高山,就在我們中國的青藏高原,大家記得珠峯的高度是多少嗎?8848米,它還有另外一個名字叫做第三極。大家知道北極、南極,它們最大的一個特點就是寒冷,南極也有高峯,但是南極的高峯不超過五千米,北極是在海里沒有山,所以説叫第三極最重要的,是因為跟北極和南極一樣非常的寒冷。

有的人在問:我們現在究竟是熱、還是冷?全球變暖是大家都很關心的問題,我們知道氣候是波動的,實際上最大的一個波動的地區,就在我們的青藏高原。
8848米的珠峯,從來就是這樣的嗎?不是,在4.5億年以前,我們通過化石可以證明,那個時候珠峯是一片海洋。

地球開始早期演化,到了38億年的時候,生命出現了,到了4.5億年前的時候,生命的形式已經變得非常的多樣。這是六十年代,那個時候還是黑白的照片,可以從珠峯上面,剝落下來的,奧陶紀4.5億年的岩石裏面發現,這些生物,珊瑚、腕足動物、角石。

到了2.2億年前,珠峯還是在海里,你怎麼知道呢?我們繼續能夠找到化石的證據,可以長到十米甚至更大的魚龍,我們在這兒發現了它的化石。去年的這個時候,我就在珠峯地區,這張照片可以看見,我們在那個地方,尋找魚龍的化石。在那個時候,整個珠峯,整個中國的南方,都被海水所淹沒。

到了距今1.5億年前,海水開始慢慢地退卻了,並不是完全退出青藏高原。在青藏高原的東部,在昌都,如果你沿着川藏公路走的話,可以觀察一下兩邊紅色的岩石,要找到恐龍可能比較難,也許你能看見恐龍的腳印,就在公路旁邊的岩石層面上。而那個時候的恐龍顯示,昌都地區跟四川盆地是連在一起的,恐龍是非常的相似。

時間繼續往前推進,到了距今5,500萬年前,這個時候發生了一次,非常重要的地質的運動,我們可以説是史上,最強烈的一次追尾,印度板塊撞上了歐亞板塊,造成了喜馬拉雅山的隆升。
這個隆升是一蹴而就,就變成今天的8848米的高峯嗎?其實不是。我們在青藏高原的兩側找到了巨犀的化石。

我們的一個技術人員在修復化石,而他面前的這個化石,是巨犀的第二節頸椎,這一節頸椎,比我們一米八幾的小夥子,看起來還要龐大。巨犀的體重,我們經過詳細的計算,能達到24噸,24噸有多大?今天世界上最大的陸地上的哺乳動物,非洲象裏面最大的個體,體重能達到6噸,24噸的巨犀,相當於4頭最大的非洲象的體重。

這麼大的巨犀,它們卻在青藏高原的兩邊都有分佈。我們現在要去登珠峯,要翻越喜馬拉雅山,也非常的困難,而那個時候,巨犀怎麼能越過去呢?實際上我們知道,在那個時候,有很多低海拔的通道,其中最重要的我們把它叫做中央谷地。所以説,巨犀在2,650萬年前的時候,它們還可以穿過青藏高原。
什麼時候變成了真正的高原,或者説已經有了非常高的海拔,青藏高原在距今2,600萬年到2,100萬年的階段,已經達到了3000米的高度。
我們從這張圖上可以看得出來,在2,000萬年以前,這個地方還是一個熱帶,或亞熱帶的生態體系,有很多熱帶的魚,熱帶的植物,比如説棕櫚樹在這兒生長。

到了3000米的時候,已經變成了高山的針葉林,魚類變成了裂腹魚,那是今天青藏高原,最典型的高原的魚類。大家聽這個名字裂腹魚,肚子開着口那不感染嗎?實際上,科學家有時候也很幽默,因為裂腹魚是在它的腹部有兩排很大的鱗片,鱗片中間,像我的衣服一樣,中間有一條縫,雙排扣的,所以把它很形象的叫做裂腹魚。我們就在2,000萬年前的地層裏面,找到了裂腹魚的化石,那些早期的熱帶魚類、棕櫚樹都消失了。
3000米的高度會造成什麼樣的結果呢?我們的西北地區都是乾旱地區。乾旱是因為沒有足夠的降水,沒有大洋送來的濕潤的空氣,太平洋過來太遠了,印度洋過來,3000米的高度,把暖濕氣流阻擋住了。於是我們的西北,包括整個的中亞的內陸,變成了乾旱的地區。

你怎麼知道是乾旱的?我們有證據,我們看化石。這是一個牛科的動物,或者叫牛超科,包括了麝跟牛這兩種,它們有了最開始出現的角,頭上長角,而牛長角為了什麼呢?它們之間也會爭鬥,如果説是一個濕潤的環境,有很多很多的植被,它們不用搶,有足夠的吃的。可是如果變成一個乾旱的環境,比如説到了1,970萬年到1,700萬年之間,我們在阿爾金山找到這個的化石,説明它有角,而且角首先發育在雄性個體的身上,它們要打鬥, 它們要爭奪草場。這樣的偶蹄動物都有一個家族,它是一雄多雌的,還有很多它們的後代,所以它要佔領草場,雄性之間就會發生爭鬥。

我們來看另外一個很有意思的例子,這是到了1,700萬年前的時候,我們找到了早期的長頸鹿。長頸鹿為什麼會長長脖子呢?很多人都以為,甚至拉馬克、達爾文,這個進化論的先驅,他們都以為是為了吃高樹的樹葉。可是也有人提出疑問,滿地都是草不吃,幹嘛非得伸上脖子去,吃稀稀拉拉的幾棵樹呢?
我們新的發現證明,這種長頸鹿,頭上有個獨角,最重要的是我們用力學的方法來分析了,這種長頸鹿是最善於頭撞頭的。左邊這張圖是我們發現的,這種長頸鹿的力學的分析,右邊最上面兩張圖,我們把它的有些的結構,比如説頸椎給它縮小了,那一撞就斷掉了。它們為什麼也要打鬥?那就是剛才我們説的原因乾旱。我們把這樣的化石命名叫獬豸盤角鹿。
為什麼會長長的脖子呢?大家看,我們的古代有很多的兵器,比如説流星錘,如果把很短的話,夠得着對方嗎?夠不着,所以説它們發展了更長的,更強壯的脖子,能更好的來跟另外一個雄性之間進行爭鬥,到了後來脖子越變越長,吃高樹的樹葉是一個附帶的作用。

大家説你只是講了一兩個例子,還有更重大的意義嗎?太重要了,夏天經常會看電視台轉播,非洲草原的動物大遷徙,但是非洲的那些動物,大多數只能在非洲,追溯到700萬年以前。當然也有一些本地起源的,比如大象是在非洲起源的,可更多的類型,我們在青藏高原的北緣,在1,000萬年前的時候,這些類型就已經出現了,比如説黑犀牛,比如説非洲的很多的羚羊,我們可以追蹤到,它們在青藏高原的北緣先出現。這樣一個變乾的環境,隨着全球的變化,很多地方都變乾的時候,在這個地方先適應了環境的動物,它們取得了優勢。

我們繼續時間往前推進,我們到了六個百萬年的時候,我們找到了一種鳥類的化石,這是一種貓頭鷹,叫日行貓頭鷹。這個化石 為什麼會在白天活動?是因為青藏高原,到了六個百萬年的時候,它已經變成了高原,高原寒冷,晚上就更寒冷,貓頭鷹要吃的這些獵物,那些老鼠,還有鼠兔,晚上不出來活動了,所以説它只好在白天狩獵。

我們再來看藏羚羊,是一個更典型的高原的動物,現在還在青藏高原生活,右邊是藏羚羊的角,大家覺得左邊畫的藏羚角不是這麼長嗎,怎麼化石不一樣呢?我今天給大家帶了一件標本,這是距今700萬年前的一對羚羊角。牛科的動物的角是角質的,但是它的角心中心的部分是骨質的,角質的部分死亡以後,就像我們人的指甲蓋一樣,就腐爛了,不能保存為化石,它的骨質的部分,可以形成化石,保留了下來。如果大家再去博物館,看見很大的牛科動物的角,一定説“哇,這麼大”,其實你應該再“哇”一聲,因為它在生活的時候,角心上還套着一個更大的角。
我們知道700萬年的時候,它們祖先的類型,還生活在青藏高原的北緣,比如説柴達木盆地,到了500萬年的時候,它們進入了高原。為什麼500萬年前的時候,它進入了高原了呢?因為青藏高原達到了現在的高度。

我放了一張圖,大家覺得可能太複雜,其實很簡單的一個道理:高原的植被是垂直分帶的,下面是闊葉林,然後是針闊混交林,海拔在上升變成了針葉林,再高,樹沒有了,變成高山的草甸。
我們找到的馬的化石,腳上有三個腳趾頭的三趾馬,它是一種生活在開闊的,高山草甸地帶的三趾馬。有人會問,你怎麼知道它生活在高山草甸?我們分析了它的運動功能,它是一種快速奔跑的馬,如果在森林裏跑不快,太茂密了,一啓動就撞樹上了,必須在開闊地方才跑得快。它為什麼要跑得快?是因為它們要逃避敵害,沒有地方躲藏。
所以我們經過詳細的分析,能證明在距今460萬年,大約500萬年前的時候,青藏高原達到了現在的高度,而達到現在高度以後,就進入了冰凍圈,真正適宜雪地生活的這些動物,就出現了。

這是在高原上找到的披毛犀,身披長毛,跟我們的長毛象一樣,它們都是冰河世紀最典型的動物。可是以前的科學家包括達爾文,他們按照合理的推斷,覺得這些冰期動物,應該是在北極圈起源的,但是在距今500萬年前的時候,北極的年平均温度可以達到8℃,比現在暖和多了。那個時候最冷的,是已經到現在高度的青藏高原,年平均温度是0℃,在這樣的地區耐寒的動物出現了。

等到距今260萬年前,全球都變冷的時候,它們走出了高原,擴大了它們的分佈的範圍。
大家説你講了半天,一開始不是説我們人很關心全球氣候變化嗎?我們的人怎麼還沒出場?因為在舊石器時代,實際上人類在地球上並沒有統治地位,一直到了新石器時代,在距今1萬年以前,冰期結束的時候,人類有了飛快的發展。

你看看,他們的武器有弓箭,有長矛,他們把那些大型的動物,都逼得沒有什麼活路了,甚至用猛獁象的象牙,來搭他們的窩棚,太奢侈了,不過對當時的人類來講,那些對他們都沒有用處。
實際上,地球的温度有非常強的波動,今天全球海水的表面温度大概是14.5℃,而在5,600萬年前的時候,甚至温度比現在高10℃。大家説那個時候,我們怎麼不擔心,全球變得太暖了?是因為我們前面的標尺,是百萬年,它的變化速率,是相對比較慢的,生物可以慢慢地適應。當然不是所有的都能慢慢適應,但是很多生態系統會逐漸變換。

來看我們的人類社會,1850年到現在,不是太久的時間,温度有明顯的上升。我們現在變得太快了,它來不及適應,還不説它傳宗接代,在這一代,它都沒來得及適應,就被熱死了。
一開始是歷史的記錄,然後是模型的預測,到2020年模型預測的非常的準確,所以説,我們擔心未來會不會更暖。比如説,悲觀的認為到2200年,會達到比現在高 8~9℃,最樂觀的,也就是我們現在經常説的2℃,2.6℃±1.4℃。所以我們要關心我們的生態的環境,關心我們的氣候變化,我們可以從歷史的記錄裏面,得到很多的啓示。
當然我們也要生活在地球上,我們也要使用能源,我們也要排放。但是你看,我們國家的政策,碳達峯,然後碳中和,就是説達到峯值以後,我們要讓它逐漸的降低,這個是對我們人類賴以生存的,地球生態環境,很好的一個保護。我們要合理的利用能源,給我們的世界,留下足夠的空間。