产自宁夏灵武的巨犀化石骨架。邓涛团队 供图
犀超科的体重演化。邓涛团队 供图
巨犀体型演化复原图及其与气候环境的关系。邓涛团队 供图
邓涛研究员科普解读巨犀演化最新研究成果。中新网记者 孙自法 摄
邓涛指出,具体而言,在巨犀演化的第一个阶段即其祖先阶段,是从祖犀到始巨犀的进化。在早始新世的气候适宜期之后,全球气温持续下降。在此期间,巨犀的体重增加未超过犀超科的最大增长率,但以这种增长速度,生活在中始新世晚期到晚始新世早期(约4200万-3800万年前)的“沙拉木伦始巨犀”也已成为当时最大的陆生哺乳动物之一,其较大体型可有效抵御小型食肉动物的攻击。此外,始巨犀的肢骨比例与马相似,其四肢的形态也表明,它擅长快速奔跑,也能更容易逃脱捕食者。
第二阶段为始巨犀到晚始新世晚期“额尔登巨犀”的演化,这是巨犀进化史上体重增长最快的时期,“中间额尔登巨犀”重约5吨,是生活在同一环境中的最大动物之一,体型大不仅可以抵御食肉动物的攻击,还有利于取食高处的树叶,也有助于减少热量损失,以抵御始新世晚期持续的寒冷环境。同时,“额尔登巨犀”的分布也从中国北方向南扩散到云南,实现长距离迁徙。
第三阶段是进步的巨犀在渐新世分化的时期,目前发现的大多数巨犀化石都是这一阶段的产物。在始新世和渐新世之交的另一次剧烈转寒事件之后,“额尔登巨犀”属灭绝,被更庞大的巨犀如巨犀属和准噶尔巨犀属取而代之。在这一阶段,巨犀的体重增长速率通常介于前两个阶段之间。
邓涛说,灵武的巨犀化石产于一套浅灰绿色砂质泥岩中,其中含有厚度超过5厘米的石膏层,一些骨骼化石中也充满石膏,反映出当时相对干旱的环境。根据古生态重建,渐新世中亚地区年平均气温可达10-20℃,生态类型主要为温带阔叶林、灌木和稀树草原,已扩大分布范围的巨犀在其生态位中逐渐分化,并且几种巨犀共存。不过,由于体型巨大,这些巨犀可能无法适应森林环境,因此没有到达比东亚更温暖、更湿润的西欧地区。
他透露,研究团队这次还选取多种犀超科类群进行对比分析,结果显示,总体来说,犀超科许多分支都呈现出体型增长的趋势,而巨犀的增长幅度和速率远大于其他支系。巨犀灭绝后,犀超科的板齿犀类群和真犀类群开始向增大的方向进化,但它们的体重增长率和上限远低于巨犀。