科技日報記者 楊雪
青藏高原被譽為生物演化的“天然實驗室”。
“千萬年來，青藏地區經歷了從熱帶平原到高寒草甸的滄桑鉅變。化石證據表明，這一生長過程中，無數新物種應運而生。”在第二次青藏科考首期成果報告會上，中科院青藏高原研究所丁林院士告訴科技日報記者。
豹亞科自青藏高原向全球擴散由受訪者供圖
從植物到動物，從驍勇善戰的大型肉食動物到苟且營生的小型鼠類，在青藏舞臺上陸續登場之後，或就地適應，或遷徙他處。在中科院古脊椎動物與古人類研究所所長鄧濤研究員看來，青藏地區的生物演化歷程撐起了今天世界生物多樣性的主體。
先有岡底斯，後有喜馬拉雅
青藏高原隆升改變了亞洲宏觀地形和自然環境格局。丁林說，對青藏高原的綜合研究，首先要回答的問題是：喜馬拉雅山、岡底斯山是何時達到現今高度的？
喜馬拉雅山脈和岡底斯山脈是喜馬拉雅造山帶的重要組成部分。岡底斯山脈平行位於喜馬拉雅山脈之北，著名的岡仁波齊便是它的主峰之一。
“第二次青藏科考以古植物化石、古土壤和古碳酸鹽巖為對象，通過最新的碳、氧同位素等古高度計方法，重建了喜馬拉雅山和岡底斯山6500萬年以來完整的隆升歷史。”丁林說，青藏高原隆升不是一次完成的，岡底斯山隆升在前，然後喜馬拉雅山才逐漸隆升到現在的高度。
2014年，丁林和他的團隊在拉薩北部的林周盆地發現揭示隆升過程的證據。“盆地裡有從海底到山的過程，比如白堊紀時期的海底化石。”丁林說，在湖泊河流交界處發現的古土壤，說明這裡在白堊紀晚期時已變成陸地。接著，印度大陸和歐亞大陸就碰撞了，“從火山岩古土壤夾層研究發現，新生代早期、約5600萬年前，岡底斯山已經隆升到4500米左右的高度。”
喜馬拉雅山的隆升過程不同於岡底斯山。丁林說，碰撞後喜馬拉雅地區還是海，而隨著印度大陸持續往北推進，直到5500萬年前，最後一滴海水徹底蒸發掉以後，這裡成了溫潤的熱帶雨林。他們對藏南地區5600萬—1900萬年前的棕櫚、桉樹、榕樹等植被化石進行古高度計重建發現，喜馬拉雅山在5500萬—5000萬年前海拔約1000米；之後緩慢上升，在2400萬—1900萬年前才到2300米左右；最後到1500萬年前達到大於5500米，即現今的高度。
“隨著喜馬拉雅山的隆升超過青藏高原的高度，南亞季風氣團向北傳輸受到阻擋，青藏高原逐漸乾旱。”丁林說，喜馬拉雅山脈把南亞季風從旁導向華南以遠，帶去雨水，從此沙漠環境變季風溼潤氣候，才有了我們的魚米之鄉、煙雨江南。
發現攀鱸——東南亞常見觀賞魚的祖先
高原隆升前的江河湖源區分佈著熱帶動植物群落，其中包括今天南亞、東南亞魚類區系主要類群的最古老代表。“隆升前的青藏地區是這些魚類早期演化的關鍵區。”鄧濤說，這裡是現代生物多樣性的起源中心。
2010年，鄧濤和他的團隊在藏北高原的尼瑪盆地南緣發現了豐富的魚類化石。其中創建了一個鯉科䰾類化石的新屬新種，被命名為張氏春霖魚，據他們推測這種魚生活在晚漸新世時期。“張氏春霖魚接近於現在亞洲熱帶的䰾類，應該是一種生活在低海拔溫暖地區的魚類。”鄧濤由此推斷，尼瑪盆地一帶在晚漸新世時期還是低海拔溫暖環境。
得到如此重要的線索，他們在接下來的野外考察中加了把勁，終於在尼瑪盆地以東的倫坡拉盆地發現更多樣的化石。鄧濤介紹，其中攀鱸及其伴生植物等指示溫暖溼潤環境的化石，是重建青藏高原隆升歷史重要的證據。
攀鱸在分類上屬於攀鱸亞目攀鱸科，生活環境主要在海拔500米以下，最高不到1200米，現在主要分佈在南亞、東南亞和非洲中西部熱帶地區。攀鱸棲息於河湖邊緣或沼澤水窪，偏好淺、安靜、缺氧的水體，經常把頭伸出水面在空氣中呼吸，甚至在雨後爬出水面登岸“行走”。
鄧濤說，在藏北發現的攀鱸化石是迄今最早、最原始的化石代表，被命名為西藏始攀鱸。研究結果顯示，這種始攀鱸具有類似於現代攀鱸的生理特徵和生態習性，喜歡溫暖溼潤的環境。
同時，與攀鱸同層的植物群落包括典型的喜暖溼環境、葉型碩大的棕櫚、菖蒲，以及與浮萍類關係很密切的天南星科水生植物。“多種化石證據互相參照，證明這裡當時海拔不超過2000米，意味著當時來自印度洋的暖溼氣流可以深入藏北地區，說明現代青藏高原南緣橫亙東西的巨大山脈在當時還沒隆起到足以阻擋南來暖溼氣流的高度。”鄧濤說。
力證“大型貓科動物起源於亞洲”
青藏高原隆升至現代高度後，約500萬年前，披毛犀、北極狐、盤羊等哺乳動物的祖先開始出現在高寒的高原上。鄧濤說，由於預先適應了寒冷環境，在之後第四紀大冰期來臨時，這些動物一部分走出青藏地區向北遷徙，成為冰期動物群最主要的組成部分，北極狐甚至在北極圈附近留存至今。留在高原的則成為今天高原動物群最重要的代表。
這一時期，當今世界上所有大貓，如獅、虎、豹等的共同祖先——最早的雪豹也出現在高原。鄧濤他們在阿里地區札達盆地440萬年前、上新世早期地層中發現原始豹類頭骨化石，具有扁平的額鼻區域和擴展的上頜骨，“這是雪豹的典型特點，由此成為雪豹化石的最早記錄，為冰期動物起源於青藏高原提供了又一個確切例證。”鄧濤興奮地說。
札達的雪豹始祖化石被命名為布氏豹。“根據頭骨大小判斷，布氏豹的體型與雲豹相仿，但要比雪豹小1/10，後兩者今天都棲息在喜馬拉雅山脈等地。”鄧濤說，綜合12種現生及滅絕的貓科動物的形態學特徵和DNA基因數據，用系統發育學的分析方法可以證明布氏豹與現生雪豹的親緣最近，與虎也關係密切。
研究結果表明，大型貓科動物可能起源自較小的貓類，而且遠比想象的要早。“並非如以前分子生物學研究提出的上新世晚期，而是更接近於現生貓科動物最早分化的中新世時期。”鄧濤團隊利用已知解剖特徵在整個時間序列裡的變化速率和觀察到的布氏豹形態估計，最早的豹亞科成員可能在距今1100萬—1000萬年前從貓亞科分離出來。
“之後它們擴散至世界各地，後裔有美洲豹、金錢豹、雲豹、非洲獅等。”鄧濤說，根據古地理學的分析結果，布氏豹支系的多元演化可能與青藏高原在新生代晚期的隆升及其造成的環境變化存在密切聯繫。由此，為大型貓科動物的亞洲起源觀點提供了強大支持。
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