中新網(wǎng)北京10月27日電 (記者 孫自法)作為“世界屋脊”和“地球第三極”，青藏高原隆升如何影響地球生物演化及生態(tài)環(huán)境，一直以來廣受關(guān)注。
中國科研團隊最近通過創(chuàng)新的數(shù)據(jù)分析方法證明，新近紀(約2300萬年前至今)以來青藏高原的強烈隆升，推動中國北方和中亞地區(qū)成為北半球哺乳動物演化的中心區(qū)域。從這里演化出來的許多動物類群，后來擴散到歐洲、非洲甚至北美，對現(xiàn)代全球動物群的組成產(chǎn)生深遠影響。
本項研究成果示意圖。中國科學院古脊椎所 供圖記者10月27日從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，這項新生代哺乳動物群演化的重要成果論文，由該所王世騏研究員、江左其杲副研究員、倪喜軍研究員、孟津研究員、鄧濤研究員等共同完成，近日在國際學術(shù)期刊《科學進展》(Science Advances)發(fā)表。
龐大“動物族譜”計算親緣關(guān)系
研究團隊指出，新近紀全球氣候逐漸向干冷方向轉(zhuǎn)變，而青藏高原的巨大體量和持續(xù)抬升(尤其在約1200萬年前達到接近現(xiàn)代高度)，像一個巨大的屏障阻擋了水汽，導(dǎo)致中國北方和中亞地區(qū)的干旱化進程比北半球其他地區(qū)開始得更早、程度更深。
這種獨特的環(huán)境變化，為該地區(qū)孕育出能適應(yīng)干燥寒冷環(huán)境的特殊動物群(如札達動物群)創(chuàng)造了條件。這些動物在隨后的第四紀冰期得以向高緯度地區(qū)擴散。
為驗證上述觀點，研究團隊收集并分析海量化石數(shù)據(jù)，統(tǒng)計北半球(亞洲、歐洲、非洲、北美)所有大型哺乳動物(涵蓋9個目50多個科共1246個屬)的信息。他們通過構(gòu)建龐大“動物族譜”并計算親緣關(guān)系，建立包含所有這些屬的系統(tǒng)發(fā)育樹，并提出“物種間相互貢獻率”的概念。
在此基礎(chǔ)上，研究團隊進一步通過計算不同地理區(qū)域動物群之間所有物種的平均貢獻率，就能衡量任意兩個動物群在演化上的親疏遠近即“動物群間關(guān)系”。這種方法被稱為“動物群系統(tǒng)發(fā)育貢獻方法”。
兩個演化高峰廣泛影響全球
利用“動物群系統(tǒng)發(fā)育貢獻方法”，研究團隊首先計算出中亞和中國北方、歐洲、非洲、東洋界(南亞東南亞及中國南方)、北美這5個地區(qū)過去不同時期的動物群，與現(xiàn)代全球現(xiàn)生動物群之間的親緣關(guān)系曲線。
結(jié)果顯示，距今2000萬年-800萬年，中亞和中國北方動物群與現(xiàn)代全球動物群的親緣關(guān)系曲線值顯著高于其他4個地區(qū)，特別是在約2000萬-1500萬年前的“山旺期(前通古爾期)”以及1100萬-900萬年前的“灞河期”，出現(xiàn)了兩個明顯的高峰。
這表明在“山旺期”和“灞河期”，中亞和中國北方地區(qū)的哺乳動物演化異常活躍，產(chǎn)生大量對后世(即現(xiàn)代動物群)具有重要貢獻的新類群。研究團隊將這兩個高峰期分別命名為“前通古爾擴張”和“灞河擴張”。
本項研究的晚新生代北方大陸動物群關(guān)系示意圖。中國科學院古脊椎所 供圖“灞河危機”帶來新生與革命
深入研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在約1100萬年前(“灞河期”開始時)的“灞河擴張”事件，是現(xiàn)代適應(yīng)開闊環(huán)境(如草原)的哺乳動物群直接起源的關(guān)鍵時刻。
通過對物種產(chǎn)生和滅絕的統(tǒng)計分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)在大約1100萬年前，全球哺乳動物經(jīng)歷了一次被命名為中亞“灞河危機”的新近紀最嚴重滅絕事件，在中亞和中國北方尤其慘烈——超過95%的大型哺乳動物未能存活下來。
證據(jù)表明，造成這場大滅絕事件的“灞河危機”，很可能由青藏高原北部在約1200萬-1000萬年前快速抬升至約3000米高度、青藏高原隆升加劇干旱所引發(fā)。
值得注意的是，這次區(qū)域性危機的時間與全球氣候記錄中的一次短暫暖期(“托爾托納極熱事件”)有所重疊，這可能進一步加劇了動物群的更替壓力。
新動物群誕生方面，在這一時期，柴達木盆地發(fā)現(xiàn)最早的原始羊族(現(xiàn)代綿羊、山羊的祖先)、最早出現(xiàn)在中亞的羚羊以及真象類化石；劍齒虎、現(xiàn)代貓型類等食肉動物也在此階段快速分化。這表明，一個適應(yīng)開闊草原環(huán)境的全新哺乳動物群在中亞和中國北方形成，它融合本地演化與新遷入種類，成為晚新生代開放生態(tài)系統(tǒng)動物群的先驅(qū)。
統(tǒng)治歐亞、重塑非洲、連通北美
研究團隊表示，動物群關(guān)系曲線的追蹤結(jié)果，清晰展示出源自中亞和中國北方灞河期的動物群如何深刻影響后續(xù)北半球的動物分布格局，其全球遺產(chǎn)主要體現(xiàn)為統(tǒng)治歐亞、重塑非洲、連通北美三個特點。
本項研究成果示意圖。中國科學院古脊椎所 供圖他們認為，在青藏高原隆升導(dǎo)致的區(qū)域性干旱化驅(qū)動下，中亞和中國北方在新近紀(尤其是2000萬-800萬年前的“山旺期”和“灞河期”)扮演了北半球哺乳動物演化發(fā)動機的角色。
“可以說，今天我們在非洲草原看到的角馬、羚羊，北美的野牛，乃至家養(yǎng)的山羊綿羊，它們的演化故事都深深植根于1000萬年前青藏高原腳下那片變遷的土地。”研究團隊總結(jié)道。(完)