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古脊椎所等对华南更新世化石长鼻类的食性研究取得新进展
2016-07-28 | 编辑: | 【

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王元副研究员与英国布里斯托大学博士生张瀚文、英国莱斯特大学Mark Purnell教授的研究团队合作,利用近年来开发的牙齿3D微痕质地分析技术(dental microwear texture analysisDMTA),对华南地区更新世不同时期的化石长鼻类的食性进行了综合分析和初步探讨,以王元副研究员为通讯作者的研究成果近期在线发布于国际SCI期刊《国际第四纪》(Quaternary International)上。 

  象类化石由于演化速率快、时空分布广以及富含环境指标等特点已成为晚新生代陆相古生态环境重建的重要指示性化石。自2004年以来,由中科院古脊椎所金昌柱研究员带领的科研团队在广西崇左及周边地区的第四纪洞穴与裂隙堆积中陆续发现了代表更新世不同时期、继承与连续性良好的哺乳动物群十余个。对上述哺乳动物群中象类化石的系统研究表明,我国南方第四纪长鼻类的演化、更替是有规律的:早更新世以中华乳齿象和华南剑齿象的组合为特征;早更新世末中华乳齿象和华南剑齿象可能已在华南灭绝,并被东方剑齿象取代;亚洲象属在中更新世晚期开始繁盛使之与东方剑齿象一道在动物群中起主导作用。上述长鼻类的演化和更替推动了华南第四纪生物地层序列的进一步划分:早更新世的巨猿-中华乳齿象动物群、中更新世的大熊猫-剑齿象动物群(狭义)以及晚更新世的亚洲象动物群。 

  使用DMTA研究方法探讨古哺乳动物及古人类的食性已成为近年来古生物学研究的热门方向。相对于利用普通光学显微镜或扫描电子显微镜研究动物牙齿化石微痕的传统方法,DMTA在数据收集过程的严谨性与可重复性方面有更显著的优势。通过比较中华乳齿象、剑齿象与亚洲象臼齿微痕的复杂性(complexity)与各向异性(anisotropy),研究人员发现华南早更新世的中华乳齿象与横跨整个更新世的剑齿象主要喜食嫩叶,这与食性较广、既食草亦食树叶的亚洲象形成了显著统计差异。 

  中华乳齿象与剑齿象在东亚地区共存于上新世和早更新世。但在漫长的演化过程中,中华乳齿象保留了原始的丘脊型臼齿,而剑齿象则演化出了能更有效咀嚼植物的脊型齿。在大约100万年前的早更新世晚期,崇左地区发生了一次重要的生物事件,主要表现为热带森林的消失与第三纪孑遗哺乳动物(包括中华乳齿象)的灭绝。同为嫩食动物(browser)的剑齿象在上述环境变化背景下由于更适合咀嚼植物的牙齿而在生存竞争中挤压了中华乳齿象,导致后者在中国灭绝。相反,剑齿象与亚洲象的食性差异制造了生态资源分配局面,使两者从中更新世晚期一直共存到更新世最末期。剑齿象在更新世末期与全球大量大型哺乳动物种类一同灭绝,而亚洲象直至今日仍在我国云南西双版纳等地区活动。 

  本项研究得到国家自然科学基金、中国科学院现代古生物学与地层学国家重点实验室开放课题以及英国自然环境研究委员会(NERC)项目的资助。 

   

1 华南晚更新世象类生态复原图,亚洲象(左)的食性中草食的比例较大,剑齿象(右)主要食嫩叶(Nicola Heath绘)

2  华南第四纪长鼻类的臼齿釉质微痕的复杂性与各向异性分布图(王元和张翰文提供) 

 
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◎ 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
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