安徽繁昌人字洞——二百多万年前古动物的乐园

发布时间:2023-09-11 15:24:03 来源:网友投稿

强娟莉

人字洞遗址位于长江下游南岸、安徽省芜湖市繁昌区孙村镇的癞痢山上,是国家“九五”攀登专项——《早期人类起源及环境背景研究》中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称“中科院古脊椎所”)安徽课题组于1998年5月在繁昌进行地质古生物调查时所发现。人字洞遗址从发现至今已有24年,期间中科院古脊椎所组织发掘和科研队伍,通过多达十次的考古发掘和多学科的综合研究,出土了数百件珍贵的早期人类加工、使用过的石器和骨器;
通过生物地层学和磁性地层学的综合研究推断人字洞的地质时代为第四纪的早期,至少距今约220万年,人字洞遗址也成为迄今亚欧大陆已知最早的古人类活动遗址之一。

人字洞遗址的原生堆积物中和文化遗存伴生的第四纪脊椎动物化石,经研究至少包含八九十种,数量有惊人的八千余件,更有趣的是还有很多保存完整的动物骨架,这在我国新生代晚期的洞穴堆积中都是非常少见的,可以说人字洞遗址是二百多万年前长江下游地区一处古动物的乐园,下面就给大家介绍几位神秘又可爱的古动物明星吧。

人字洞的小种大熊猫化石及生态复原图(金昌柱提供)

大熊猫是我国的国宝,也是动物保护的旗舰物种,在生态,文化上都具有重要的意义。现生大熊猫只分布在我国,也起源于我国。在第四纪早期,一种被称为小种大熊猫(Ailuropoda microta)的物种广泛分布在我国南方,是判断时代的标志性物种之一。人字洞出土的小种大熊猫化石虽然数量不多,但时代早且形态特征相对原始,可谓现生大熊猫的直接祖先。小种大熊猫在体重上可能只有现代大熊猫的一半,但形态结构上已经和现生大熊猫基本没有差异,科学家根据化石证据判断小种大熊猫已经开始以竹子为主食。小种大熊猫的广泛分布说明它是一种相当成功的物种,能够很好地适应华南地区的气候环境。人字洞地处我国东部长江下游,是南北方生物地理的交汇处,小种大熊猫化石发现的相对较少,说明这里可能接近小种大熊猫分布的北界。

鬣狗以有着粗壮的牙齿,可以啃碎骨头而著称。当今的斑鬣狗(Crocuta crocuta)是非洲草原上的一霸,在食物链中地位仅次于狮子,连猎豹都要让它三分。

在距今200万年左右的早更新世时期,我国曾经广泛分布着一种体型更加巨大的鬣狗,被称作桑氏短吻硕鬣狗(Pachycrocuta brevirostris licenti)。硕鬣狗体型大约是现代斑鬣狗的1.5倍,体重可达110kg,和雌性老虎相当。人字洞出土了大量的桑氏短吻硕鬣狗化石,说明早在200多万年前,硕鬣狗可能就曾经在我国长江下游地区集群活动。面对成群结队的硕鬣狗,恐怕当时猫科动物中的霸主剑齿虎类也得退避三舍。

桑氏短吻硕鬣狗的复原图(陈瑜绘制)

钝齿锯齿虎的复原图(陈瑜绘制)

人字洞巨颏虎的复原图(陈瑜绘制)

猫科动物都为掠食者,拥有卓越的捕猎技巧。在地质历史时期,有一类已经灭绝却非常著名的猫科动物,即剑齿虎。

剑齿虎类是盛极一时的食肉动物,自从中新世(约1200万年前)出现以来一直占据食物链的顶端,直到中更新世(50万年前)以后才衰落,在更新世和全新世之交彻底灭绝,退出了历史的舞台。

早在200多万年前,剑齿虎类也曾经活跃在中华大地。人字洞就出土了大量的剑齿虎的化石,包括两个物种:钝齿锯齿虎和巨颏虎。

钝齿锯齿虎(Homotherium crenatidens)是一种狮子般大小的猫科动物。顾名思义,其牙齿上密布锯齿,能够轻易撕碎猎物的皮肉,让猎物在短时间内迅速失血而亡。锯齿虎的身材相对瘦削,腰椎较短,后足也比较短,爪子则相对退化,身形有些接近鬣狗,在猫科动物中独一无二。锯齿虎可能会集群行动,共同捕杀猎物和防御领地。可以说锯齿虎是人字洞中占据食物链顶端的物种。

巨颏虎属(Megantereon)是欧亚大陆最晚期的剑齿虎类之一,其体型中等,大约和现在的美洲豹相当,小于锯齿虎。巨颏虎四肢粗壮,肌肉发达,可能是靠伏击捕获猎物。巨颏虎的剑齿非常发达,嘴巴合上的时候犬齿尖会超过下巴。为了保护犬齿,巨颏虎在下颌发育出了巨大的颏叶(颏即下巴的意思),故而得名。巨颏虎化石广泛发现于非洲和欧亚大陆,可见在当时是非常成功的一类动物。

貘是现今生活在热带地区的奇特动物,体型粗壮,以一条可灵活蠕动的长鼻子抓取食物。这个家族时至今日可算不上“貘丁”兴旺,只有一个属五个种:生活在亚洲的马来貘和小黑貘,以及生活在美洲的中美貘、南美貘和山貘。而地质历史中貘是一个极度繁盛的家族。貘的祖先是生活在距今5000万年前的犀貘,它的体型较小,也还没有长出现代貘标志性的长鼻子。貘是名副其实的活化石,它前肢具有四趾,后肢具有三趾,这样的四肢形态在五千万年中未曾改变。现代的貘属于距今1500万年前便已出现,远远早于其他任何奇蹄类动物的现代属。而且从犀貘到现代的貘,明显而重要的变化仅仅体现在体型和鼻子上。

中国现今已无野生貘类,但在地质时期中,中国的南方和北方均有貘类的踪迹。中国最早的现生貘属成员是发现于甘肃临夏州和政县境内的和政貘,它生活在距今大约700万年前。与和政貘大约生活在相近时期的南方类型是发现于云南昭通的云南貘。此外,在云南开远、元谋和禄丰等地区也发现了貘的化石,因此学者推测云南可能是貘类在晚新生代东亚的演化中心。在它们之后便是发现于山西榆社地区的德氏貘,生活在距今大约500万年前。

现生马来貘(图片来自于网络)

进入距今约250万年的第四纪时期,中国材料最多、分布最广的貘类是山原貘(Tapirus sanyuanensis),发现地包括重庆巫山、安徽人字洞、广西崇左及湖北建始等地。山原貘的形态已和现代貘十分相近,学者认为该种与现代的马来貘关系最为密切,因此当时的中国南方和东南亚的貘类可能有着非常密切的交流。安徽繁昌人字洞的早更新世早期沉积中发现了大量山原貘的材料,包括了部分头部和下颌,带有完整的上下齿列,以及大部分的四肢骨骼、脊椎骨和若干肋骨,是已知最为完整的山原貘化石材料。人字洞标本的进一步深入研究对于探讨中国第四纪貘类演化,以及现代亚洲貘类起源具有非常重要的意义。

长鼻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新生代晚期陆相古生态环境重建的重要指示性化石。人字洞出土的大哺乳动物中最引人注目的是保存完整的象类化石,包括头骨、下颌骨、臼齿列和头后骨骼等,甚至有数量众多的象宝宝化石;
此外,考古学家们还在人字洞地层中发现了古人类利用大象的骨骼制作的骨器。中科院古脊椎所王元博士的研究团队早在十余年前就开始对人字洞的象类化石开展系统研究,并建立了新的种类,即江南中华乳齿象(Sinomastodon jiangnanensis)。

江南中华乳齿象的雕塑复原图

虽然早期的长鼻类化石基本都发现于非洲大陆,但从中新世(距今2300万年前)开始,欧亚大陆尤其是中国便成为了长鼻类最重要的演化中心之一,而嵌齿象科(Gomphotheriidae)更是该时期象类进化的主干类型,其分布广、属种多,从早中新世一直延续到更新世末,分布于除南极洲和大洋洲以外的所有大陆地区,在时空上可谓长鼻类中演化最为成功的一个类群。嵌齿象科的早期成员都是长颌,后期在旧大陆和新大陆也演化出了较进步的短颌类型,中华乳齿象是迄今旧大陆发现的嵌齿象科成员中唯一的短颌代表,最早由德国著名的古生物学家托宾(Tobien)和中国学者陈冠芳、李玉清在1986年建立,其拉丁名“Sinomastodon”中,“Sino”即中国、中华之意,表明这种象类具有浓郁的中国特色。事实也确实如此,除了在泰国和日本有零星报导外,该属化石迄今主要产于我国,最早发现于距今约600万年前的最晚中新世,并一直延续至早更新世末期(距今约100万年)。

人字洞丰富的中华乳齿象化石依据头骨的颅顶上凸、颧弓升高及关节突高和冠状突位置靠前以及臼齿齿谷中无白垩质充填等形态特征与以往发现的其他种类均有显著差异,代表了一个新的种类——江南中华乳齿象,是该属第四纪最原始的种类,反映了中华乳齿象从新近纪向第四纪演化在形态上具有过渡的特征。

此外,王元博士还与英国布里斯托大学和莱斯特大学的研究人员合作,利用牙齿微痕和同位素分析等技术,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后发现:华南早更新世的中华乳齿象(以人字洞的化石为代表)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差异。可以说,人字洞的江南中华乳齿象可谓是我国南方第四纪长鼻类中的贵族,对食物的要求更为严苛,这很可能导致了它早在距今100万年前就在中国绝灭了。

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