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你好,亚洲德氏猴!

2004-02-19 11:22 作者:鲁伊 2004年第5,6期
在发表于2004年第一期《自然》杂志上名为《中国始新世早期真灵长类头骨化石》的论文中,倪喜军等四位专家为这只大约生活在5500万年前的小猴子命名为“亚洲德氏猴”

狐猴

人们总是会对与自己有许多共同点的事物抱有一种特别的好奇心。这多少能解释自达尔文以来,为什么关于灵长类动物化石的新发现总是能够在公众中引起更大反响,以至于我们经常可以在报纸标题中看到“最早的人类祖先被发现”这样耸人听闻字样的原因——不管那实际上是一只300万年前的南方古猿,还是一只5000万年前的始镜猴。

最近,有幸(或不幸?)被再次戴上这顶大帽子的是在中国湖南衡东岭茶组地层中发现的一块真灵长类动物头骨化石。在发表于2004年第一期《自然》杂志上名为《中国始新世早期真灵长类头骨化石》的论文中,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的倪喜军、王元青、胡耀明和李传夔为这只大约生活在5500万年前的小猴子命名为“亚洲德氏猴”(Teilhardina asiatica)。

“提起这只小猴子,说来话长。”论文作者之一、中国著名古生物学家李传夔研究员在接受本刊记者采访时说。

红层里的新发现

所谓的真灵长类动物,是区别于“假”灵长类动物——一些早已灭绝了的动物如更猴——而言,它包括了现在的狐猴、懒猴、眼睛猴、猕猴、猩猩和我们人类以及它们在漫长的地史年代中灭绝了的祖先。迄今为止,有确凿无疑化石为证的真灵长类动物出现在距今5500万年前的新生代始新世早期。从一开始,它们就分化出Cantius、Donrussellia和Teilhardina(德氏猴)等三种不同类型。

上个世纪40年代,古生物学泰斗乔治•辛普森(George Gaylord Simpson)为了纪念法国地质学家和古生物学家、北京猿人动物群的研究者德日进(Teilhard de Chardin)而命名的,将这种从属于灵长目始镜猴科的猴子命名为德氏猴。在北美和欧洲的比利时等地,此前都发现过德氏猴化石。然而,由于灵长类化石稀少又不易被保存,这些化石通常都只能找到零散的牙齿和颌骨的碎片。

此次在湖南岭茶组上层地层中发现的亚洲德氏猴化石,却拥有近于完整的头骨和几乎完整的上下牙。它不仅是在亚洲地区发现的第一例德氏猴化石样本,而且,通过形态学和系统分类学分析,它还被证明是比此前发现的美洲德氏猴和比利时德氏猴更原始的德氏猴。这样,就为古生物学家研究真灵长类动物的起源和演进提供了极为重要的证据。

这块化石良好的保存状况部分归功于它所在的地层——湖南衡阳盆地的始新世“红层”。而提到“红层”,已故著名古生物学家、我国古脊椎动物学的奠基者杨钟健院士是一个无法忽略的名字。“正是杨老在30年代对湖南红层的发现和考察为我们此后的工作奠定了最重要的基础。”李传夔从资料柜中取出一本已经泛黄的论文集。这本1938年出版的集子上用英文写着“‘Red Beds’of Hunan”(湖南红层),作者C.C.Young就是杨钟健先生。在论文中,杨钟健总结了他与其他研究人员1937年对湖南中部衡阳盆地的考察结果,并做出了有关地质年代和化石构成的初步结论。

“从以前出土的化石可以推断,在始新世早期,衡阳盆地是一个巨大的湖泊。德氏猴就生活在湖泊旁边的丛林中。”李传夔说,“新中国建立后,自1974年起, 研究所先后派遣了近20次野外队前往衡阳盆地调查,直到1994年,胡耀明终于幸运地发现了这块包裹在岩石中的亚洲德氏猴的头骨化石。”化石经过了谢树华高级技师近两年的精心修理,才得以露出它的庐山真面目。以后,由于课题组转向了中生代哺乳动物的研究,德氏猴的研究工作被搁置下来。2002年初,倪喜军接手后,重新做了大量更深入的分析和研究。直到最近,在化石发现了近十年后,研究成果才正式发表出来。

小东西大问题

“这么小!”

虽然已经从论文中了解到,亚洲德氏猴是一只体重大约只有28克、身长不过2.5厘米、只能以昆虫为食的袖珍猴子,比现今存活于世的所有灵长类动物都要小得多,但当李传夔研究员将刚刚制好的德氏猴头骨化石模型(化石原件保存在正在美国进行研究工作的倪喜军处)放在记者手上时,我还是被这个指甲大的小东西吓了一跳。从模型上,可以清楚地看见这个小家伙两排细小的牙齿和相对很大的眼眶。虽然只是部分头骨化石,但短短的吻部和大而圆的头部看上去依然“猴”气十足。更有一个较大的眶下孔(眼眶下的一个小孔,里面有三叉神经通过, 较大的眶下孔意味着存在较发达的触须),展示了亚洲德氏猴也许有几分虬髯客的风范!

“这就是猴类的重要特征之一。”李传夔拿出一个现代眼镜猴的头骨,让记者与手上的化石模型进行比对,“从化石上,我们能发现,生活在5500万年前的亚洲德氏猴已具备与现代的灵长类形态上非常接近的特征。而这正是古生物学研究上一个多年未解之谜。”

根据分析,亚洲德氏猴与比利时德氏猴在牙齿特征上惊人的相似。但是,它们之间也有些微的不同之处。

“仔细看它的牙齿。”李传夔指点记者注意亚洲德氏猴化石的前臼齿,“我们知道,人的牙齿由两个门齿、一个犬牙、两个前臼齿、三个臼齿组成,但亚洲德氏猴有四个前臼齿。比利时德氏猴与亚洲德氏猴的牙齿结构最为相近,但前者有的只有三个前臼齿,纵有四个前臼齿,它的第一个前臼齿也不在齿列上,比较靠外,是在退化的过程中。而亚洲德氏猴的四个前臼齿却是完完整整的排列在一起的,这说明它比比利时德氏猴要更原始一些。”

迄今为止,人们一共发现了6种德氏猴,分别是比利时德氏猴(T. belgica)、美洲德氏猴(T. americana)、勃兰特德氏猴(T. brandti)、克拉希登德氏猴(T. crassidens)、泰纽库拉德氏猴(T. tenuicula)和德米莎德氏猴(T. demissa)。材料和分类的依据主要是牙齿。其中,比利时德氏猴一致被认为是最古老的德氏猴,而美洲德氏猴要比比利时德氏猴特化。勃兰特德氏猴由于材料不足,对它的地位一直存疑。余下的几种德氏猴都比美洲德氏猴更为进步。这样,亚洲德氏猴就成为人类发现得最早的真灵长类动物。

不过,对于亚洲德氏猴的部分研究成果,也有一些古生物学家提出了质疑。代表之一是美国芝加哥菲尔德博物馆的罗伯特•马丁(Robert Martin)。《自然》杂志在亚洲德氏猴的论文之后刊登了他的评论文章。在文章中,马丁对亚洲德氏猴是夜行性动物还是日行性动物的问题提出了疑问。论文推算出亚洲德氏猴属于日行性动物,但马丁却认为,这种推算由于没有考虑到亚洲德氏猴体形的因素,很可能并不准确。

当然,马丁也指出了亚洲德氏猴发现的另一个重大意义(倪喜军等研究人员在2003年日本京都灵长类国际学术讨论会上做过相关的报告)。从白垩纪到渐新世这一段时期里,在乌拉尔山脉的东侧有一个巨大的海峡——图尔盖海峡——把亚洲和欧洲隔成两个部分。直到最近,古生物学家一直认为,当时的动物必须翻过白令海峡,横穿北美,再跨越格陵兰大陆桥,才能从亚洲迁徙到欧洲,反之亦然。但在中国发现的亚洲德氏猴和在比利时、法国发现的比利时德氏猴显然关系更加密切,两者都与美洲德氏猴相去更远。这就预示着,也许在始新世的某个时期,从亚洲到欧洲的旅行,并不像我们以前想象的那样万里关山。

哎呀,始新世

◎鲁伊

古生物学家把地球的历史划分成不同等级的地质年代。最高一级被称为“宙”,包括显生宙和隐生宙。宙之下又分代——太古代、元古代、古生代、中生代和新生代,代之下是纪(比如著名的寒武纪和侏罗纪),纪之下是世。始新世在地质年代体系中位于显生宙新生代第三纪之下,持续时间约为距今5500万年前到距今3370万年前。

从词源学上讲,始新世(Eocene)的意思是“近代生命的黎明”。最开始的时候,它被认为是新生代的起始。后来,进一步的考古发现才显示,古新世是比它更早的一个时期。从古新世到始新世,无脊椎动物和植物的进化已经基本上完成,形态与今天几乎没有太大的差别。这个时期,哺乳动物的进化与繁衍是地球进化的主旋律。

在始新世时,北大西洋板块的裂缝将北美和欧洲分成了两部分,南美大陆与南极大陆也不再完全相连。印度和苏格兰经历着造山运动,海平面大幅度上升,海水覆盖了非洲、澳大利亚和西伯利亚的大部分地区。

当时,地球上的气候温暖宜人,热带棕榈植物甚至向北扩张到了伦敦盆地。不过,从当时北半球热带和亚热带地质特征交相出现的情形来看,那时候这些地区的温度并没有现在热带地区的温度高,但降水却极为充沛。温暖的气候为哺乳动物的繁衍生息提供了理想的环境。许多现代哺乳动物都能够在始新世找到自己进化上的祖先。

在始新世,从远古的蹄兽类进化出了现代的有蹄类动物,如始祖马、始祖貘、貘犀等,还包括一些目前已经灭绝了的有蹄类动物如王雷兽、爪兽等等。最开始的时候,这些有蹄类动物的体形都非常之小,充其量相当于现代的家犬,但进化到后来,它们中的一些却变成了块头比现代的非洲象还要大几倍的庞然大物。不过,在始新世过渡到渐新世的过程中,这些远古巨兽几乎都灭绝了。

始新世的另一个哺乳动物的庞大家族是啮齿类动物。从遗留下来的动物化石估算,啮齿类动物与有蹄类动物一道,占据了当时地球上哺乳动物群的半数以上。原始的食虫目动物进化出了近代蝙蝠的祖先,作为现代狐猴和眼睛猴祖先的灵长类动物开始在丛林里栖息繁衍。在海洋中,出现了第一批水生哺乳动物,如鲸和海牛。在空中,飞翔着同现代的鹰、鹈鹕、鹌鹑和秃鹰几乎没有差别的各种鸟类。同时,由于当时的肉食哺乳动物还没有那么强的掠食能力,地面上还生活着许多不能飞行的巨型鸟类,它们的身高可以达到两米以上。

在始新世,非洲大陆和南美大陆四周完全被海水所包围,这使得它们独立进化出了一个与欧洲、亚洲和北美都有所不同的生物群。

(感谢中科院古脊椎动物和古人类研究所提供相关资料和图片)

改变历史的眼镜猴

自达尔文开始,关于人类起源与进化的知识就一直带有一种严谨而机械的色彩,这个如同积木大厦般的秩序体系被雷蒙德•达特(Raymond Dart)、理查德•利基(Richard Leakey)等古人类学家一点点地完善着。我们被告之人类起源于非洲,与今天马得加斯加岛上的狐猴(Lemurs)拥有共同的祖先,不过它们只能算是低级灵长动物,从习性到体态都与人类截然不同。不过,好奇心旺盛的生物学家们终于不满足于这样的解释,他们觉得如果不在低级与高级灵长类动物之间找出某种进化联系,那么整个对于人类起源的研究将不可避免地停滞不前。

第一个向传统理论进行挑战的,就是卡内基博物馆的古人类学家克里斯•比尔德(Chris.Beard)博士。1990年,他在美国怀俄明州中部风河盆地发现了约5050万年前几个较完整的颅骨化石,它们被证明属于古老的始镜猴科(Omomyidae),是著名的美洲德氏猴(T.Americana)的近亲;其外貌同时具备了今日眼镜猴(Tarsiers)与高级灵长类的特征,尤其是在血管与神经密集的耳骨部分,几乎与现代眼镜猴并无二致。在此之前,美国自然科学博物馆的研究员雅各布•沃特曼(Jacob Waterman)曾于1880年在风河盆地附近的大角谷地发现过一件残缺的始镜猴头骨化石,遗憾的是并没有引起学界过多的注意。

这次发现,不但使得原本泾渭分明的两个灵长动物种群之间出现了一个中间环节,也使比尔德和同僚们断定当代高级灵长类的源头更加向前推移,且与低级灵长类有着密切的联系。鉴于这些化石在进化谱系上已经明显倾向于现代眼镜猴,因此肯定存在着更为古老,且具备高、低级灵长动物原始特征的始镜猴(Omomyidae)家族成员。众所周知,在所有现存的低级灵长动物中,眼镜猴在进化序列上可以算是最接近它们高级远亲的一位;例如它的眼球就拥有高级灵长类才具备的视网膜中央凹,这个不起眼的小凹点可以使得它大脑所感受的图像呈三维立体状,而低级灵长动物所共有的脉络膜毯却在它的眼球中无法找到。1991年,比尔德博士首次发表了关于始镜猴与高级灵长类起源的研究报告,但它招致的批评与受到的赞赏几乎一样多。反对者的火力主要集中在一点,即比尔德缺乏足够的高级灵长动物化石分析来支持他的论断。的确,直到那时,最古老的高级灵长类动物化石只有约3500万年的历史,和始镜猴生活的时代存在至少1500万年的空白。

无奈之下,比尔德只好寄希望于人类的摇篮——非洲,企图发现更古老的高级灵长类遗迹。他的好友,法国国立自然科学研究中心的人类学专家马克•高帝纳(Marc Godinot)已经在阿尔及利亚西部发现了几颗距今4000万年的猿类臼齿,由此坚定了比尔德在那里寻找“失踪的进化链条”的决心。然而,在经过了一番徒劳无功的考察后,亚洲逐渐取代了非洲,成为比尔德心中最可能得到重大线索的宝地。理由很简单,首先眼镜猴主要分布在非洲东南地区,这很可能预示着它和高级灵长类在进化过程中的分流发生在邻近的欧亚大陆;其次,自70年代以来在亚洲陆续出土了许多拥有4000至4500万年历史,且特征模糊的灵长类化石。 在中国科学院的协助下,他们分别在1994年与1997年,在江苏溧阳和山西垣曲发现了“中华曙猿”(Eosimias sinensis)与“世纪曙猿”(Eosimias centennicus), 这些高级灵长家族的新成员不仅使古老的亚洲成为远古人类起源的新热点,也为学界对人类进化的研究划定了一个全新的方向。

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