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周口店“北京人”遗址发现洞熊化石

科普小知识2022-04-20 19:21:12
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周口店“北京人”遗址发现洞熊化石

洞穴熊的骨骼图。摄于2018年9月的美国自然历史博物馆。

周口店“北京人”遗址洞穴熊化石研究进展。近日,中国科学院古脊椎动物研究所与古人类研究所博士生蒋、导师、标本馆陈进、捷克科学院/捷克国家博物馆简·万格尔、周口店博物馆董翠萍、隗建华、宁娟等合作,对古生物研究所和周口店博物馆收藏的大熊化石进行了系统整理,确定了几个标本为洞穴熊,这是毋庸置疑的。相关研究发表在科学杂志《第四纪科学评论》上。

姜作器前几天在接受记者采访时表示,大多数学者认为洞穴熊只存在于欧洲,而中国从未有过明确无误的洞穴熊化石记录。这项研究极大地拓展了人们对洞熊分布的认识,也给周口店“北京人”遗址的研究带来了新的认识。

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这证明了东雄曾经生活在中国

姜佐奇高介绍,洞穴熊(及其祖先丹宁格的丹宁格里熊)是第四纪欧洲的一个标志性化石物种,也是最早发现的化石物种之一。这只巨大的熊曾经遍布整个欧洲,以喜欢住在洞穴里而闻名。本次研究发现的中国洞穴熊化石属于丹宁格熊——大熊。

“就外貌而言,洞穴熊有三个基本特征:体型大、前额突出和腿短。这三个特征分别对应着洞熊的三个习性:它们生活在寒冷地区,以植物为主,擅长攀爬和挖掘蒋高说,洞熊体型巨大,有些种群的体重超过了今天最大的棕熊和北极熊。洞穴熊与棕熊和北极熊关系密切,棕熊和洞穴熊在历史上也有过交集。洞穴熊甚至在现在的棕熊身上还保留着少量的基因,就像现代人类身上也保留着尼安德特人的基因一样。

之前,学术界对洞穴熊的理解是什么?江高说,在100多万年的进化史中,东雄与远古人类为争夺洞穴进行了无数次战争,最终在17000年前东雄灭绝。过去,大多数学者认为洞熊只生活在欧洲。近年来,俄罗斯发现了一些化石,但中国从未有过明确的洞穴熊化石记录。

“这项研究的主要意义在于大大扩展了对洞熊分布的了解,证明洞熊曾经生活在中国。这样,洞穴熊就遍布欧亚大陆的北部蒋高说,同时,他也发现了中国洞熊与欧洲洞熊的一些差异。例如,中国洞穴熊的掌骨很厚,可能更擅长挖掘。因此,洞穴熊比以前的认知有更高的多样性。

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为北京人研究提供新证据

这一发现不仅有助于洞熊的进化史,也为周口店“北京人”遗址的研究带来了新的认识。

“洞穴熊是冬眠的穴居熊。作为一只大熊,东雄可能和他的"亲戚"棕熊一样脾气暴躁,而且永远不会容忍来自他生活的地方的其他大动物的骚扰。在周口店的北京人遗址,古代人的狩猎能力相对较低。“江高说,如果这里曾经是洞熊的居住地,那么古人类能否与洞熊竞争,猿人遗址是否真的是北京人的居住地,还有待进一步研究。

洞穴熊的研究也为研究北京人的寿命提供了新的证据。蒋高介绍,洞熊由杂食动物进化为素食动物,进化速度极快,尤其是牙齿结构的进化。根据不同的种群及其相应的年龄,欧洲学者可以准确地估计洞穴熊的进化时间分辨率为10-20万年。换句话说,每100,000-200,000年,洞穴熊的形态进化积累达到足够的程度,使得学者能够将进化阶段与化石形态区分开来。这样,就可以从洞穴熊的形状推断出遗址的形成年代。

“根据这种比较,周口店洞穴熊的进化水平相当于欧洲的MIS17-13(海洋同位素阶段,相当于500,000-700,000年前)。然而,现在许多大型食肉动物遍布欧亚大陆,如狼和棕熊。较大的洞穴熊应该快速迁移。因此,周口店猿人遗址可能可以追溯到这个时期,即50万至70万年前。”姜对说道。

■对话

蒋,博士,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

起初,当我没想到会发现时,我“激动地大叫”

新京报:平时的主要研究方向和领域是什么?

姜:通常的研究方向是以为核心的食肉动物的进化。除了熊科,它还研究狼、獾和其他动物的进化。周口店是我所在的中国科学院古脊椎动物研究所的所在地。尽管在抗日战争动乱后,大量标本丢失,但它仍然是中国第四纪最重要的化石研究地点。

新京报:在这一发现之前,做了哪些初步研究工作?

姜:这次洞熊研究的成果已经公布,前期工作很长。由于抗日战争,周口店的化石标本大量丢失。大部分保存在木箱里,分散在研究所的仓库里。因此,周口店标本的整理是研究的基础。在我大四的时候,我开始和动物标本博物馆的老师一起系统地整理食肉化石。在一年多的时间里,我从仓库里整理出了这些化石。我们到达已经四年了。

起初,虽然我希望能找到洞穴熊的证据,但我并没有期望太多,因为当时学术界的普遍看法是中国没有洞穴熊。我仍然受到这种观点的影响,认为周口店地区可能只有棕熊。

残留的牙齿显示出典型的洞穴熊特征。

新京报:这个结果最终是怎么公布的?第一个反应是什么?

姜:第一个清晰的洞穴熊标本是我高中毕业后暑假在研究所实习、整理仓库标本时发现的。在我大四的时候,我集中精力从地下仓库和小汤山仓库中整理标本,整理出许多大型熊化石,但是没有一个标本表现出典型的洞穴熊特征。其实,我心里觉得周口店可能没有洞熊。然而,发现的第一个样本保存了三颗未受损牙齿的下颌骨碎片。洞穴熊最容易辨认的特征是牙齿。这三颗牙齿最具识别意义,体现了典型的洞穴熊特征。

当时我激动地叫了起来,这可以说实现了一个夙愿。完成后,又发现一组掌骨,明显比周口店地区的棕熊厚,也符合洞穴熊的特征。现在回想起来,最重要的是找到第一个标本,这使我们相信周口店地区有洞熊。

有了这个信念,我们重新检查了每一个被分类的样本。后来,我去了捷克国家博物馆做进一步研究,专门研究欧洲的洞穴熊标本。最后,我们确认了几个不确定它们最初归属的标本也属于洞穴熊。

去年,我在捷克国家博物馆拜访了简·瓦格纳博士,并在他们的博物馆参观了大量的洞穴熊。经过详细的对比研究,确定了周口店洞穴熊的进化水平。

下一步将是研究洞穴熊的生态习性

新京报:随后将进行哪些后续研究?

姜高:这次我们主要研究周口店窑洞熊的归属和进化水平。接下来我们计划研究周口店洞熊的生态习性,并通过磨牙痕迹来判断周口店洞熊的饮食是否与欧洲洞熊有所不同。此外,对周口店地区现存的另外两种熊,棕熊和黑熊的研究也将陆续发表。

北京新闻:目前,公众对古生物学领域知之甚少。我们如何提高我们的意识和兴趣?

姜高:目前古生物学的科普工作主要集中在恐龙身上,所以公众对古哺乳动物的了解很少。为了提高古代哺乳动物对公众的吸引力,研究人员应该做更多的宣传和科普工作。目前,我院的新成果通常是撰写一些专题科普文章,并在中国科学院古脊椎研究所或微信公众号上发布。如果你感兴趣,你可以搜索公共数字“中国科学院古脊椎动物研究所”和“中国科学院之声”来阅读。