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周口店“北京猿人”遗址发现洞熊化石

江左其杲手绘的洞熊头部复原图

江左其杲手绘的洞熊头部复原图

(36500365uux.cn报道)据新京报(周依):此前中国无明确的洞熊化石记录;周口店遗址是否为“北京人”生活场所待进一步研究。

周口店“北京猿人”遗址洞熊化石研究获进展。近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生江左其杲,其导师刘金毅、标本馆陈津和捷克科学院/捷克国家博物馆Jan Wanger,以及周口店博物馆董翠平、隗建华和宁娟合作,对馆藏于古脊椎所和周口店博物馆的大型熊类化石做了系统回顾,并识别出其中几件标本毫无疑问属于洞熊类,相关研究发表在科学期刊《Quaternary Science Reviews》上。

江左其杲日前接受记者专访时表示,此前,多数学者认为洞熊只生存在欧洲,中国从未有明确无误的洞熊化石记录。此次研究大大扩展了人们对洞熊分布的认识,也对周口店“北京猿人”遗址的研究带来新的认识。

证明洞熊曾生活在中华大地

江左其杲介绍,洞熊Ursus spelaeus(以及它的祖先类型德宁格尔熊Ursus deningeri)是第四纪欧洲的标志化石物种,也是人类最早认识到的化石物种之一。这种巨大的熊类曾经遍布欧洲,并以喜好在洞穴中居住而著称。此次研究发现的中国洞熊化石属于德宁格尔熊Ursus deningeri。

“在外观特征上,洞熊有3个基本特征:个体巨大,额头凸出,小腿较短。这3个特征分别对应洞熊的三个习性:生活在寒冷地区,植物性食性为主,擅长攀爬和发掘。”江左其杲介绍,洞熊体型巨大,一些种群的洞熊体重超过今天最大的棕熊和北极熊。洞熊和棕熊、北极熊亲缘关系十分密切,历史上棕熊和洞熊还发生过杂交。洞熊甚至还有少量基因残留在现在的棕熊之中,就像尼安德特人的基因也残存在现代人中那样。

此前,学界对洞熊的认知是怎样的?江左其杲介绍,在100多万年的演化历史中,洞熊与古人类开展了无数次争夺洞穴的战争,最后以洞熊在17000年前彻底灭绝而结束。过去,多数学者认为洞熊只生存在欧洲,最近几年在俄罗斯地区也发现了一些化石,但在中国从来没有过明确无误的洞熊化石记录。

“这次研究最主要意义在于大大扩展了对洞熊分布的认识,证明洞熊也曾生活在中华大地。这样一来,洞熊的分布区就遍布整个欧亚大陆北部。” 江左其杲说,同时还发现中国洞熊和欧洲洞熊存在一定差异,比如中国洞熊掌骨粗壮,可能更擅长发掘,因此相比过去的认知,洞熊有了更高的多样性。

为北京猿人研究提供新证据

此次发现除对洞熊演化历史的贡献外,对周口店“北京猿人”遗址的研究也带来了新的认识。

“洞熊是穴居熊类,冬天靠冬眠度过。作为一种巨大的熊类,洞熊的脾气恐怕和‘亲戚’棕熊一样暴躁,绝不会容忍居住的地方还有别的大型动物打扰。而在周口店‘北京猿人’遗址那个年代,古人类狩猎能力还比较低。”江左其杲表示,如果这里曾是洞熊居所,那古人类是否能和洞熊抗衡,猿人遗址是否真的是北京人生活场所,这些问题都有待进一步研究。

洞熊研究还为北京人生活年代的研究提供了新证据。江左其杲介绍,洞熊从杂食向素食方向演化,其演化速度极快,尤其是牙齿结构的演化。欧洲学者根据不同的种群及其时代对应,可将洞熊演化时间分辨率精确到10万-20万年。也就是说,每过10万-20万年,洞熊的形态演化积累就达到足够程度使学者能从化石形态上区分出演化阶段。这样就可根据洞熊形态推断遗址形成年代。

“根据这种对比,周口店洞熊演化水平和欧洲MIS17-13(海洋同位素阶段,对应距今50万-70万年)的洞熊相当。而现在的大型食肉目动物,很多分布都遍及欧亚大陆两端,如狼和棕熊,体型更大的洞熊迁徙速率应该很快。因此周口店猿人遗址所处年代很可能也对应这个时间段,即介于距今50万-70万年之间。”江左其杲说。

对话中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生江左其杲

最开始不抱期望 发现时“兴奋地叫出来”

新京报:平时主要的研究方向和领域是什么?

江左其杲:平时的研究方向是以熊科为核心的食肉目动物的演化。除熊科外也研究狼、獾等动物的演化。周口店是我所在的中科院古脊椎所发家的地方,虽然经过抗战动乱丢失了大量标本,但仍然是中国第四纪最重要的化石研究地点。

新京报:这次发现前,经过了哪些前期研究工作?

江左其杲:这次洞熊研究成果得以发表,前期工作非常漫长。由于抗战原因,周口店的化石标本丢失了很多,保存下来多放在木箱里,散落在研究所库房,因此对周口店标本的整理是研究的基础。我大四时开始和标本馆老师一起系统整理食肉目化石,一年多时间里,从库房整理出这些化石。算起来到现在已经4年了。

最开始虽然希望能找到有洞熊的证据,但其实并没抱什么期望,因为当时学术界普遍观点是认为中国没有洞熊存在,我还是受到这种观点影响,认为周口店地区可能只有棕熊。

牙齿残段体现出典型洞熊特征

新京报:最终这个结果是如何发现的?当时第一反应是什么?

江左其杲:第一件明确的洞熊标本是我大四毕业后,暑假在所里实习,在库房里整理标本时找到的。大四时我曾重点对地下库房和小汤山库房的标本进行整理,整理出不少大型熊类的化石,但没有一件标本展现出典型洞熊特征,其实内心已觉得周口店可能真没有洞熊存在。而发现的第一件标本保存了三颗未磨损牙齿的下颌残段,洞熊最容易识别的特征就在牙齿,这三颗牙齿又正是最具鉴定意义的,体现出典型的洞熊特征。

我当时兴奋地都叫了出来,可以说是完成了一个夙愿。之后继续整理又发现一套掌骨,明显比周口店地区棕熊更粗壮,也符合洞熊特征。现在回想起来,最关键的还是发现了那第一件标本,使我们确信周口店地区有洞熊。

怀着这样的信念,我们重新审视了已经整理出的每一件标本,后来我又到捷克国家博物馆进修,专门研究了欧洲的洞熊标本,最终确认还有几件一开始不确定归属的标本也属于洞熊。

去年,我到捷克国家博物馆拜访了Jan Wagner博士和他们博物馆的大量洞熊馆藏,经过详细对比研究确认了周口店洞熊的演化水平。

下一步将研究洞熊生态习性

新京报:之后将开展哪些后续研究?

江左其杲:这次我们主要研究的是周口店洞熊的归属、演化水平高低问题,接下来我们计划对周口店洞熊的生态习性进行研究,通过牙齿磨痕等确定周口店洞熊的食性和欧洲洞熊是否存在差异。除此之外,还将逐步发表周口店地区存在的另外两种熊类,棕熊和黑熊的相关研究。

新京报:目前大众对古生物领域了解较少,如何提升大家的认知和兴趣?

江左其杲:现在古生物科普工作主要集中在恐龙方面,因此大众对古哺乳动物了解很少。要提升古哺乳动物对大众的吸引力,还要多靠研究人员多宣传,多做科普工作。现在我们所新出的成果,一般都会写一些专题科普文章,发表在古脊椎所或中科院微信公众号。大家有兴趣的话可以搜索公众号“中科院古脊椎所”和“中科院之声”阅读。




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