始新世-渐新世转折(Eocene-Oligocene Transition, EOT)发生于34 Ma左右,是新生代最剧烈的气候转折事件。该事件以全球性降温为特征,并伴有南极永久性冰盖形成、海平面大幅下降等。大致同一时间,各地区的陆地哺乳动物群也发生了不同的转变。在欧洲的动物群转变被称之为“大间断”,主要表现为亚洲物种的入侵和本土物种的灭绝;在亚洲者则被称之为“蒙古重建”,以啮齿类-兔形类的繁盛和奇蹄类的衰落为特征。哺乳动物群的这些转变一般被认为与EOT降温事件相关。
以往的研究主要关注整个动物群在EOT前后的变化,而对单个类群的响应过程了解较少。梳趾鼠超科是亚洲古近纪最常见的啮齿动物类群之一,其中梳趾鼠科则是已知的唯一在EOT降温事件中幸存并延续至今的梳趾鼠类。作为该事件的幸存者,它是如何响应这一重大气候事件的?在EOT前后,它是否也发生了显著的物种更替?卡拉鼠(Karakoromys)作为梳趾鼠科中最早的成员,从晚始新世一直延续到早渐新世,是EOT气候事件的亲历者。因此,对卡拉鼠的研究,对于认识该类群对EOT的响应过程与方式具有重要意义。
为此,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所张兆群研究员团队对产自内蒙古阿拉善左旗乌兰塔塔尔丰富的卡拉鼠化石进行了分类学研究,并在高精度古地磁年龄约束下,分析了卡拉鼠及相关梳趾鼠的多样性变化及其对EOT等气候变化的响应过程。相关成果近日在线发表在国际学术期刊《多样性》(Diversity)上,主要结论如下:
研究识别出四种不同的卡拉鼠(Karakoromys decessus, K. arcanus, K. chelkaris和K. conjunctus sp. nov.), 表明这一最原始的梳趾鼠科成员在最晚始新世–早渐新世具有相对较高的物种多样性。
其次,卡拉鼠的年代范围为最晚始新世–早渐新世。其中K. decessus的首现面(33.3 Ma)非常接近始新世-渐新世界线,可作为亚洲渐新世开始的生物年代学标志。
研究发现,在EOT降温事件中,卡拉鼠没有发生物种灭绝。
在34.9–30.8 Ma期间,乌兰塔塔尔地区的梳趾鼠发生了两次明显的多样性变化:第一次变化表现为梳趾鼠多样性的小幅增加,发生在EOT降温事件之后(33.4–33.0 Ma);第二次则发生了显著的物种更替,表现为体型较小且臼齿脊型化程度较低的卡拉鼠被体型较大且臼齿脊型化程度较高的塔塔鼠亚科(Tataromyinae)替代,该更替事件与约31 Ma的亚洲区域干旱化事件同时发生。在乌兰塔塔尔地区梳趾鼠的更替主要发生在约31 Ma区域干旱化事件期间而非EOT降温事件前后,这可能反映了在半干旱地区,区域降水变化对梳趾鼠多样性的影响要大于全球温度变化的影响。以往的研究强调了全球温度变化对动物群的影响,而新的研究则揭示出,在半干旱区,区域气候变化,尤其是降水变化,可能在特定类群的演化中扮演了更为重要的角色。
论文第一作者是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生徐冉成,张兆群研究员和李茜研究员为论文共同通讯作者,博士后王忭为共同作者。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项(B类)和古生物化石发掘与修理专项经费的资助。
原文链接:https://doi.org/10.3390/d15060744
图1. 内蒙古乌兰塔塔尔卡拉鼠新种,Karakoromys conjunctus sp. nov. 上、下颌
图2.卡拉鼠各物种地层分布
图3.卡拉鼠多样性与气候变化综合分析