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环境剧变或为人类起源非洲的原因

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日前出版的《科学》杂志发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军研究团队的最新成果,揭示了3400万年前全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,甚至关系到人类的非洲起源。

本报北京5月7日电气候变化会给地球生物带来什么样的影响?如果无法预测,人们或许可以从演化历史中寻找端倪。北京时间5月7日出版的《科学》杂志发表了新萄京娱乐场,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军研究团队的最新成果,揭示了3400万年前全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,甚至关系到人类的非洲起源。

  当今世界,全球气候变化对人类及人类社会的影响有目共睹,但是人们很难想象,在数千万年前,全球气候剧也对人类的远祖产生过重大影响。研究表明,大约3400万年前,始新世-渐新世过渡期发生的全球气候剧变彻底改变了地球生态系统。灵长类动物的演化轨迹发生巨大改变,导致了现生类人猿主要支系的在非洲的产生。

非洲;起源;新知;演化;类人猿

倪喜军介绍,大约3400万年前,地球处于地质历史时期的始新世到渐新世的过渡阶段,全球气候发生了剧变。始新世的2200万年间,地球就像一个大温室热带丛林的标志性植物棕榈树,一度分布到北极圈,多种多样的早期灵长类动物,几乎生活在所有大陆上。而渐新世的地球却变成了冰屋南极的冰盖急剧扩大,海平面急剧下降,森林大面积消失,热带雨林退缩到低纬度地区,干旱开阔的生境急剧扩展,很多物种从此灭绝,一些新物种则由此产生,地球上的动物群和植物群近乎重新洗牌。当然,这种变化并非一夕完成,而是持续了40万年。

  在5月6日的《Science》杂志上,以Research
Article的形式发表了中科院古脊椎所倪喜军研究员及其团队的研究成果。这篇论文报道了发现于我国西南地区、距今3400万年的6种灵长类化石新属种,其中包括1种类人猿、1种眼镜猴和4种狐猴一样的灵长类。他们在大数据系统分析的基础上,确定了这些新化石以及发现于缅甸、巴基斯坦、阿曼、埃及等地相近时代的灵长类化石的演化支系,进而分析了灵长类的系统演化对全球气候变化的响应。这项成果揭示,发生于3400万年前的全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,这种影响如此巨大,甚至关系到了人类的非洲起源。

气候变化会给地球生物带来什么样的影响?日前出版的《科学》杂志发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军研究团队的最新成果,揭示了3400万年前全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,甚至关系到人类的非洲起源。

倪喜军带领研究团队报道了发现于我国西南的距今3400万年的6种灵长类化石新属种,其中包括1种类人猿、1种眼镜猴和4种狐猴一样的灵长类。他们在大数据系统分析的基础上,确定了这些新化石以及发现于缅甸、巴基斯坦、阿曼、埃及等地的相近时期灵长类化石的演化支系,进而分析了灵长类的系统演化对全球气候变化的应对模式。

  大约3400万年前,始新世-渐新世过渡期发生的全球气候剧变彻底改变了地球生态系统。在那之前,在距今3400万到5600万年前,即在始新世-渐新世过渡期之前,是时间跨度为2200万年的始新世。在大多数时间里,始新世时地球上的气候都是温暖湿润的,整个地球就像一个大“温室”,茂密的森林覆盖了地球的大部分陆地,热带丛林的标志性植物——棕榈树,一度分布到北极圈。多种多样的早期灵长类动物,也就是我们人类的远祖,生活在几乎所有大陆上。发生在距今3400万年之前的始新世-渐新世过渡期全球气候剧变,并非发生于一夜之间,而是持续了40万年。在这段期间里气候逐渐变得干冷,南极的冰盖急剧扩大,海平面急剧下降,森林大面积消失,热带雨林退缩到低纬度地区,干旱开阔的生境急剧扩展,地球由此从大“温室”变成了大“冰屋”。很多物种灭绝,也产生了一些新物种,地球上的动物群和植物群近乎重新洗牌。这一变化是全球性的,在欧洲被称为“大间断”,在亚洲北部则被称为“蒙古重建”。

倪喜军介绍,大约3400万年前,地球处于地质历史时期的始新世到渐新世的过渡阶段,全球气候发生了剧变,从而彻底改变了地球生态系统。始新世的2200万年间,地球就像一个大“温室”——热带丛林的标志性植物棕榈树,一度分布到北极圈,多种多样的早期灵长类动物,几乎生活在所有大陆上。而到了渐新世,地球却变成了“冰屋”——南极的冰盖急剧扩大,海平面急剧下降,森林大面积消失,热带雨林退缩到低纬度地区,干旱开阔的区域急剧扩展,很多物种从此灭绝,一些新物种则由此产生,地球上的动物群和植物群近乎重新洗牌。“当然,这种变化并非一夕完成,而是持续了40万年。”

倪喜军说:灵长类是对温度非常敏感的动物,我们发现,这种气候的剧变,让原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝,只有在非洲北部和亚洲南部仍然保留有热带丛林的区域,灵长类得以幸存。

  灵长类是对温度非常敏感的动物,始新世-渐新世过渡期的干冷气候导致灵长类大量灭绝。原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝;而在当时仍保存了热带丛林的非洲北部和亚洲南部等地区,灵长类则幸存下来,但灵长类动物群的组成发生了巨变。

倪喜军带领研究团队报道了发现于我国西南的距今3400万年的6种灵长类化石新属种,其中包括1种类人猿、1种眼镜猴和4种狐猴一样的灵长类。他们在大数据系统分析的基础上,确定了这些新化石以及发现于缅甸、巴基斯坦、阿曼、埃及等地的相近时期灵长类化石的演化支系,进而分析了灵长类的系统演化对全球气候变化的应对模式。

不仅如此,保留下来的灵长类动物群经历了显著的再组织过程。倪喜军说:在非洲,狐猴型的灵长类几乎完全绝灭,类人猿的多样性却急剧增加。在亚洲的情况则相反,狐猴型的灵长类几乎没有受到影响,但是类人猿的种类急剧减少,原有的大体型的类人猿都灭绝了。

  在非洲,狐猴型的灵长类在经历了始新世-渐新世转换期后几乎完全绝灭,只有少数的小个体的种类生存下来,而类人猿的多样性则急剧增加,成为占主要地位的灵长类。在亚洲的情况相反,狐猴型的灵长类几乎没有受到影响,但是类人猿的种类急剧减少,原有的体型较大的类人猿都灭绝了。

倪喜军说:“灵长类是对温度非常敏感的动物,我们发现,这种气候的剧变,让原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝,只有在非洲北部和亚洲南部仍然保留有热带丛林的区域,灵长类得以幸存。”

倪喜军和他的团队把这种现象归结为演化滤器效应。始新世至渐新世的演化滤器,直接导致现生类人猿主要支系的产生,甚至关系到人类的起源,最早的类人猿化石出现于4500万年前的亚洲,但在经历了演化滤器作用之后,亚洲的类人猿走向灭绝,非洲的类人猿却走向了繁盛之路,并最终演化出猕猴和叶猴等旧大陆猴类、各种猿类以及人类。

  迫于气候和环境剧变的压力,动物的演化支系和动物群组成发生了明显的改变,研究组把这种现象归结为“演化滤器”效应。始新世-渐新世过渡期的这个“演化滤器”,强烈影响了灵长类动物的宏演化,使之演化轨迹发生巨大改变,这一变化直接的结果就是现生类人猿主要支系的产生。

不仅如此,保留下来的灵长类动物群经历了显著的再组织过程。倪喜军说:“在非洲,狐猴型的灵长类几乎完全绝灭,类人猿的多样性却急剧增加。在亚洲的情况则相反,狐猴型的灵长类几乎没有受到影响,但是类人猿的种类急剧减少,原有的大体型的类人猿都灭绝了。”

倪喜军分析说,始新世-渐新世演化滤器之所以在亚洲和非洲产生了不同的结果,或许是与演化滤器的随机过滤有关。若果真如此,对于今天的人类来说,最好的办法也许是尽力避免气候环境发生剧变,让不可控的、随机起作用的演化滤器在人类尚未准备好之前不要起作用。

  类人猿是指包括人类、猩猩、长臂猿、猕猴、叶猴等的各种灵长类。最早的类人猿化石出现于4500万年前的亚洲,但在经历了始新世-渐新世“演化滤器”作用之后,亚洲的类人猿走向灭绝,而非洲的类人猿却走向了繁盛之路,最终在非洲演化出猕猴和叶猴等旧大陆猴类、各种猿类以及人类。

倪喜军和他的团队把这种现象归结为“演化滤器”效应。始新世至渐新世的“演化滤器”,直接导致现生类人猿主要支系的产生,甚至关系到人类的起源,“最早的类人猿化石出现于4500万年前的亚洲,但在经历了‘演化滤器’作用之后,亚洲的类人猿走向灭绝,非洲的类人猿却走向了繁盛之路,并最终演化出猕猴和叶猴等旧大陆猴类、各种猿类以及人类”。

  为何经过始新世-渐新世“演化滤器”的“过滤”,在亚洲和非洲产生了不同的结果?也许亚非两地植被和古环境背景的差异是一个主要原因,但是值得注意的是,随机因素可能起到非常重要的作用。如果果真如此,对于今天的人类来说,最好的办法也许是尽力避免气候环境发生剧变,让气候环境剧变导致的这种不可控的、随机起作用的“演化滤器”在人类尚未准备好之前不要起作用。[顾松竹1] [XN2] 

倪喜军分析说,始新世—渐新世“演化滤器”之所以在亚洲和非洲产生了不同的结果,或许是与“演化滤器”的随机“过滤”有关。“若果真如此,对于今天的人类来说,最好的办法也许是尽力避免气候环境发生剧变,让不可控的、随机起作用的‘演化滤器’在人类尚未准备好之前不要起作用。”

  该研究得到国家自然科学基金(41472025)的资助。

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插图显示了始新世-渐新世的“演化滤器”对亚洲和非洲灵长类的不同影响

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