北京发现世界唯一雪豹花豹共存化石点 揭秘雪豹如何走出(chū)青藏高原
中(zhōng)新网北京一月一六日电 (记者 孙自(zì)法)现生(nián)雪豹是( shì)青藏高原及其周边特有(yǒu)的(de)大(dà)型猫科动物,但古生(nián)物学家(jiā)在(zài)亚欧大(dà)陆中(zhōng)国(guó)、法国(guó)、葡萄牙的(de)多个(gè)青藏高原之(zhī)外地(dì)点,最新研究识别出(chū)五例稀有(yǒu)的(de)有(yǒu)效雪豹化石,备受学界关注。
这(zhè)当中(zhōng)最特别的(de)是( shì),北京门头沟牛眼洞除雪豹化石外,还有(yǒu)花豹化石发现,代表了世界上(shàng)迄今所知唯一一个(gè)雪豹和(hé)花豹共存的(de)化石点。现在(zài)花豹和(hé)雪豹偶尔会(huì)共存在(zài)林地(dì)线附近,因此,两者化石同一地(dì)点发现,对(duì)研究当时(shí)环境具有(yǒu)重要(yào)指示意义。
亚欧大(dà)陆的(de)雪豹化石:a.甘肃龙担;b.法国(guó)Arago;c.北京周口店第三地(dì)点;d.葡萄牙MangaLarga;e.北京门头沟牛眼洞。中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎所 供图
根据这(zhè)五例青藏高原之(zhī)外的(de)雪豹化石,中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎动物与古人(rén)类研究所(古脊椎所)团队联合中(zhōng)国(guó)科学院动物研究所、意大(dà)利佛罗伦萨大(dà)学、葡萄牙里斯本诺瓦大(dà)学、法国(guó)佩皮尼昂大(dà)学等中(zhōng)外机构的(de)合作伙伴,聚焦化石雪豹与现生(nián)雪豹之(zhī)间有(yǒu)何关联、雪豹如何走出(chū)青藏高原等议题展开深入研究,相关成果论文北京时(shí)间一月一六日凌晨在(zài)国(guó)际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上(shàng)线发表。
另辟蹊径揭秘雪豹特殊演化之(zhī)路
论文第一作者、中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎所江左其杲副研究员介绍说(shuō),作为(wéi / wèi)青藏高原的(de)顶级掠食者,雪豹在(zài)维系青藏高原生(nián)态系统稳定性方面具有(yǒu)极其重要(yào)的(de)意义,加之(zhī)独特外形,使得雪豹成为(wéi / wèi)青藏高原生(nián)态系统保护的(de)旗舰物种。
由于(yú)青藏高原地(dì)区化石相对(duì)稀疏,第四纪(约二六0万前至今)以(yǐ)来(lái)的(de)记录尤为(wéi / wèi)稀少,雪豹是( shì)如何逐步演化出(chū)如今特化适应青藏高原的(de)模样仍然不(bù)明。分子(zǐ)生(nián)物学的(de)研究支持雪豹现生(nián)亲缘关系最近的(de)物种是( shì)虎,但雪豹和(hé)虎的(de)形态及生(nián)态适应都截然不(bù)同,仅仅依靠分子(zǐ)生(nián)物学解决不(bù)了雪豹是( shì)如何特化的(de)问题。
在(zài)本项研究中(zhōng),研究团队另辟蹊径,他(tā)们(men)从亚欧大(dà)陆其他(tā)地(dì)区的(de)大(dà)量豹属化石记录中(zhōng)识别出(chū)稀有(yǒu)的(de)雪豹化石记录,由此研究揭开雪豹特殊的(de)演化之(zhī)路。
研究团队此次共识别出(chū)亚欧大(dà)陆五例有(yǒu)效的(de)雪豹化石记录,分别来(lái)自(zì)中(zhōng)国(guó)北京门头沟牛眼洞、北京周口店第三地(dì)点、甘肃龙担和(hé)法国(guó)阿拉戈(Arago)、葡萄牙曼加·拉尔加(Manga Larga)。除牛眼洞的(de)雪豹化石可(kě)以(yǐ)归入现生(nián)雪豹类群外,其他(tā)四例化石雪豹与现生(nián)雪豹都存在(zài)明显差异。
江左其杲指出(chū),结合DNA序列和(hé)形态学数据,研究团队推断豹属的(de)系统发育,支持五例化石记录的(de)确属于(yú)现生(nián)雪豹支系,且它们(men)相对(duì)现生(nián)雪豹组成并系群,表明这(zhè)些青藏高原之(zhī)外的(de)雪豹并非独立于(yú)现生(nián)雪豹的(de)一个(gè)分支,而(ér)是( shì)不(bù)断从雪豹主干上(shàng)分出(chū)的(de)小分支,说(shuō)明它们(men)很有(yǒu)可(kě)能(néng)代表雪豹多次在(zài)特定时(shí)间段走出(chū)青藏高原的(de)记录,而(ér)这(zhè)些记录共同组成了雪豹演化的(de)几个(gè)断面,从而(ér)得以(yǐ)揭秘雪豹如何一步步特化。
雪豹或得以(yǐ)在(zài)冰期走出(chū)青藏高原
论文共同通讯作者、中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎所邓涛研究员表示,为(wéi / wèi)研究雪豹相关形态特征演化,研究团队首先结合传统解剖学、几何形态学、有(yǒu)限元分析等方法,对(duì)现生(nián)雪豹的(de)功能(néng)形态展开系统研究。
结果表明,雪豹有(yǒu)较大(dà)的(de)眼眶和(hé)高度发达的(de)双目视觉,说(shuō)明其有(yǒu)着发达的(de)立体视力,能(néng)在(zài)复杂地(dì)形中(zhōng)迅速锁定猎物;雪豹具有(yǒu)较短的(de)吻部和(hé)陡直的(de)下(xià)颌联合部,截面接近圆形的(de)犬齿,对(duì)应犬齿处可(kě)产生(nián)强大(dà)力量,能(néng)应对(duì)反抗力量较强的(de)猎物,但作为(wéi / wèi)代价灵活性较低;发达的(de)额窦系统,可(kě)以(yǐ)温暖吸入体内的(de)空气,并且增加呼吸效率,适应于(yú)高寒低氧的(de)环境;发达的(de)听泡前鼓室,增强对(duì)次声波的(de)敏感度,可(kě)以(yǐ)在(zài)开阔地(dì)带更远距离听到()猎物的(de)动静;较大(dà)的(de)颊齿,能(néng)在(zài)寒冷环境下(xià)在(zài)猎物尸体冰冻前迅速吃完大(dà)部分的(de)肉,且对(duì)已冰冻的(de)尸体也(yě)有(yǒu)更好(hao)的(de)咀嚼能(néng)力;较小的(de)肩胛骨和(hé)骨盆,但远端肢骨很修长,代表力量相对(duì)较弱但非常灵活的(de)运动能(néng)力,适应在(zài)山地(dì)奔跑跳跃。
这(zhè)些特征中(zhōng),大(dà)部分是( shì)对(duì)山地(dì)环境,以(yǐ)及以(yǐ)羊亚科为(wéi / wèi)主要(yào)猎物(羊类相对(duì)速度较慢,但肢骨短粗,角发达,反抗力量较强)的(de)适应,只有(yǒu)少部分是( shì)对(duì)高寒低氧环境的(de)适应。
研究团队将上(shàng)述现生(nián)雪豹形态与功能(néng)的(de)对(duì)应关系,同化石雪豹进行(xíng)对(duì)比研究发现,早期的(de)雪豹包括早更新世早期甘肃龙担的(de)似比利牛斯雪豹、法国(guó)的(de)比利牛斯雪豹,下(xià)颌骨虽然联合部已较为(wéi / wèi)陡直,但仍没有(yǒu)缩短,颊齿也(yě)没有(yǒu)增大(dà),对(duì)应对(duì)羊亚科猎物的(de)初步适应,但尚未有(yǒu)明显高寒环境的(de)特化。
此外,中(zhōng)更新世晚期周口店第三地(dì)点的(de)似雪豹和(hé)晚更新世的(de)路斯蒂娜雪豹,已与现生(nián)雪豹非常接近,具有(yǒu)相似的(de)适应,但相关特征如外鼓骨发育程度、额头扩展等方面,在(zài)欧洲的(de)路斯蒂娜雪豹中(zhōng)的(de)发育程度总体比现生(nián)雪豹仍然稍微弱一些。
进一步分析结果支持雪豹从中(zhōng)更新世以(yǐ)来(lái)经历了快速的(de)形态特征演化,这(zhè)一快速演化现象也(yě)与中(zhōng)更新世青藏高原出(chū)现大(dà)规模冰盖相吻合。其说(shuō)明中(zhōng)更新世以(yǐ)来(lái),全球气候波动性增强,冰期也(yě)变得更加剧烈,雪豹得以(yǐ)在(zài)约六0万年(nián)前的(de)冰期走出(chū)青藏高原。
“有(yǒu)趣的(de)是( shì),中(zhōng)更新世也(yě)是( shì)很多羊亚科成员首次走出(chū)青藏高原,出(chū)现在(zài)华北和(hé)欧洲的(de)时(shí)期,可(kě)以(yǐ)与雪豹走出(chū)青藏高原相互对(duì)应。”邓涛说(shuō)。
山地(dì)地(dì)形和(hé)猎物或比高寒更重要(yào)
为(wéi / wèi)探索化石雪豹是( shì)否有(yǒu)与现生(nián)雪豹类似的(de)生(nián)态习性适应,研究团队通过(guò)现生(nián)雪豹分布与气候数据的(de)对(duì)应关系,运用随机森林方法训练了根据气候数据推断雪豹适应可(kě)能(néng)性的(de)模型,再把末次冰盛期的(de)气候数据带入其中(zhōng),研究得出(chū)现生(nián)雪豹在(zài)末次冰盛期潜在(zài)的(de)最大(dà)分布。
本次研究揭示的(de)现代雪豹与化石雪豹的(de)系统发育位置和(hé)形态空间。中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎所 供图
该模型研究结果表明,虽然末次冰盛期雪豹潜在(zài)的(de)适宜分布比现在(zài)大(dà)得多,但欧洲和(hé)北京等仍在(zài)较为(wéi / wèi)适宜的(de)分布之(zhī)外。因此,化石雪豹可(kě)能(néng)有(yǒu)与现生(nián)雪豹不(bù)完全一样的(de)生(nián)态适应,因而(ér)不(bù)能(néng)完全用现生(nián)雪豹的(de)模型去(qù)预测化石雪豹的(de)分布。
研究团队还注意到(),此次研究的(de)中(zhōng)欧五例雪豹化石地(dì)点虽然可(kě)能(néng)海拔很低(低于(yú)五00米),但全部属于(yú)山地(dì)环境,且基本都有(yǒu)羊亚科物种分布(除葡萄牙地(dì)点没有(yǒu)动物群记录外),这(zhè)再次印证山地(dì)地(dì)形和(hé)相关猎物对(duì)雪豹来(lái)说(shuō),可(kě)能(néng)比高寒更加重要(yào)。
论文共同通讯作者、中(zhōng)国(guó)科学院古脊椎所王世骐研究员认为(wéi / wèi),通过(guò)古生(nián)物学、分子(zǐ)生(nián)物学、有(yǒu)限元分析、物种分布模型的(de)综合研究并运用大(dà)数据,研究团队综合推断青藏高原生(nián)态保护旗舰物种雪豹的(de)演化历史和(hé)功能(néng)形态适应,揭示出(chū)雪豹的(de)演化历程,并得出(chū)“对(duì)于(yú)雪豹而(ér)言,山地(dì)地(dì)形可(kě)能(néng)比气候本身更加重要(yào)”这(zhè)一结论,可(kě)为(wéi / wèi)雪豹的(de)保护提供重要(yào)参考,有(yǒu)望成为(wéi / wèi)古生(nián)物学研究成果服务现生(nián)珍稀物种保护的(de)范例。(完)【编辑:付子(zǐ)豪】
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