數百萬年前馬的祖先都吃草？中科院團隊最新研究突破傳統(tǒng)認知

　　原標題：數百萬年前馬的祖先都吃草？中科院團隊最新研究突破傳統(tǒng)認知

　　數百萬年前，地球上的馬吃什么、怎么吃？它們的食性與其生態(tài)環(huán)境適應和演化命運有何關聯(lián)？馬科動物“前世今生”的相關研究長期以來備受關注。

　　從約5600萬年前始新世早期的始祖馬亞科一直到中新世(約2300萬年前)以后以三趾馬族和真馬族為代表的馬亞科，馬的體型逐漸增大、齒冠變高且趾數減少，馬的食性總體上從柔軟的葉片變?yōu)榇植诘牟荼局参铮⒅饾u適應開闊的草原環(huán)境，直至成為助力人類文明史的“得力干將”。學界對三趾馬龐大家族內不同馬的食性特點各執(zhí)一詞，但傳統(tǒng)觀點普遍認為，進步的真馬是最典型的草食動物。

　　馬姣介紹團隊最新研究成果。　中新社記者 孫自法 攝

　　不過，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)鄧濤研究員團隊通過對甘肅臨夏盆地約530萬年前、距今250萬-220萬年兩個地質歷史時期動物群中共5種馬科動物食性及生態(tài)位的最新研究，取得了突破傳統(tǒng)認知的新發(fā)現(xiàn)：

　　第一，約530萬年前，兩種吃葉較多的三趾馬在氣候逐漸干冷化的趨勢下很快滅絕，而另一種只吃草的三趾馬適應下來并存活至距今100萬年左右才滅絕；第二，530萬年前這種只吃草的三趾馬，其后代在約距今約250萬-220萬年期間還是繼續(xù)只吃草，且棲息環(huán)境比和它共生的真馬(埃氏馬)更加開闊，而真馬則既吃樹葉也吃草，然后持續(xù)演化成為現(xiàn)生唯一的、只吃草的馬。

　　臨夏盆地早更新世真馬動物群生態(tài)復原圖。　李榮山 繪制 攝

　　中國科學家完成的這項關于馬科動物古生態(tài)演化的重要研究成果論文，近日在國際專業(yè)學術期刊《古地理古氣候古生態(tài)》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)發(fā)表。結合馬科動物的生態(tài)形態(tài)學、古環(huán)境及古氣候分析，本項研究首次揭示出東亞地區(qū)馬科動物的食性、生態(tài)位差異及其在三趾馬和真馬演化史中的重要意義。

　　本次研究五種馬科動物復原圖及相關效果比較。　陳瑜 繪制 

　　論文第一作者、中科院古脊椎所副研究員馬姣在接受中新社記者采訪時介紹說，這次研究著眼于上新世(距今533萬年-258萬年)至更新世早期(距今258萬年-180萬年)這一馬科動物演化歷史中的關鍵階段，曾經繁極一時的三趾馬在這一階段逐漸衰落，現(xiàn)生馬的祖先真馬卻迅速崛起。研究團隊利用碳氧穩(wěn)定同位素分析方法，對臨夏盆地上新世早期約530萬年前十里墩動物群、更新世早期250萬-220萬年前龍擔動物群中共5種馬的生態(tài)位進行重建研究。

　　在十里墩動物群中，原始長鼻三趾馬比共生的桑氏垂鼻三趾馬和平齒西瓦三趾馬更能適應干旱開闊的環(huán)境，而后兩者的生態(tài)位基本重疊，食性上比前者攝入更多葉片。到了更新世，三趾馬族在全世界范圍內急劇衰落，東亞地區(qū)僅剩2種，原始長鼻三趾馬的直系后代中國長鼻三趾馬就是其中之一；而在龍擔動物群中，中國長鼻三趾馬也同樣占據最開闊的生態(tài)環(huán)境，食性方面則比共生的大型真馬埃氏馬攝入更多的粗糙草類資源。

　　馬姣指出，這一研究結果與學界傳統(tǒng)認知正好相反——傳統(tǒng)觀點一直將晚近的真馬視為最典型的食草動物；推斷長鼻三趾馬可能生活于近水的沼澤環(huán)境中，以柔軟的葉片為食。因此，該結果量化解答了學界一個世紀以來對東亞本土的長鼻三趾馬生態(tài)位懸而未決的疑問。

　　研究團隊還發(fā)現(xiàn)，在整個食草動物群中，原始長鼻三趾馬和中國長鼻三趾馬的碳同位素數據，都有力證明了兩種長鼻三趾馬在各自所處生態(tài)系統(tǒng)中均占據最開闊的生態(tài)環(huán)境。相比于其他共生的三趾馬，兩種長鼻三趾馬體型更大、頰齒咀嚼能力更強(表現(xiàn)為冠高指數更高且頰齒咬合面的褶皺形態(tài)更復雜)，肢骨的力學分析也證實長鼻三趾馬具有較強的奔跑能力，這些形態(tài)學證據也都從另一個角度支持穩(wěn)定同位素分析所得出的它們適應開闊草原環(huán)境并主要吃草的生態(tài)習性。

　　馬姣在辦公室展示介紹用于本次研究的部分馬化石樣品。　中新社記者 孫自法 攝

　　馬姣表示，團隊還通過對高冠齒馬牙化石的碳氧同位素序列取樣研究，揭示出臨夏盆地上新世早期的氣候更為暖濕。在這樣的環(huán)境背景下，長鼻三趾馬從530萬年前溫暖濕潤的上新世就提前演化出對開闊環(huán)境和粗糙草類資源的適應性，從而幫助其成功存活至距今約100萬年的更新世。而與其共生的西瓦三趾馬和垂鼻三趾馬，則可能因為其食物結構中草類資源所占的比重較低而無法適應上新世以后干冷動蕩的環(huán)境，導致這兩種中等體型的三趾馬之間的競爭在日益惡化的環(huán)境中進一步加劇，使其喪失了原本林地中的生態(tài)位，在距今約300萬年時滅絕。

　　在距今約260萬年前的更新世初期，從北美遷徙而來的真馬迅速在歐亞大陸擴張，其種類和數量都遠超已經衰落的三趾馬。臨夏盆地龍擔動物群中新崛起的真馬埃氏馬體重近700公斤，比共生的中國長鼻三趾馬更大，化石數量也遠超中國長鼻三趾馬，但后者作為東亞地區(qū)的“土著”物種，繼續(xù)頑強地在它日漸縮小的領地上“茍延殘喘”，比另兩種三趾馬在地球上多存活約200萬年。此后，真馬完全取代三趾馬，并適應第四紀動蕩的氣候和人類活動的影響而延續(xù)至今。