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古生物学家邓涛:推翻达尔文猜想!冰河世纪物种起源之谜揭晓
邓涛,中科院古脊椎动物与古人类研究所副所长、研究员
在世界之巅,一块封存了370万年的石头终于重见天日,彻底颠覆了170年来人类对生命演化的认知,并向世界展示了这样一次无法逆转、以百万年为时间尺度的史诗级迁徙。
这块石头会告诉你一切。
大家好,我是邓涛,我来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所。我为什么会到这个研究所来呢?因为我热爱大自然。
我记得在我小的时候,没有电视,当然更没有网络,可是书还是有的。我的父母都是中学的老师,特别是我父亲是教外语的,家里有一些国外的书,当时主要是苏联的书。我记得有一本书是讲一个小孩子到北极去,跟着考察船,相当于跟着去探险,书当时是看不懂的,可是书里面有很多插图,比如说有北极熊、有北极狐、有海豹,当时觉得很有意思,拿个透明纸蒙住了,把它画下来。
北极那是遥不可及,但是到县城的北郊应该是可以去的。所以说,总是想到外面去。当我上中学的时候,会骑自行车了,可能有更大的追求,也就是现在经常说的诗和远方。我的家在四川宜宾,那么所谓的远方也就是十几公里到二十几公里以外,可是似乎心有不甘,确实想到真正的远方去。
这样的机会实际上也得到了。1980年,我高考填志愿的时候,看到了北京大学的招生简章,其中有一幅图是北大古生物专业的同学在大连的海滨进行海洋生物实习。海滨还有生物?这不就是我想要去的地方吗?想要做的事儿吗?所以,我就填了这个专业。非常幸运,我顺利被录取了。到了学校以后,跟同学互相聊天,我才发现我是唯一的一个第一志愿学古生物专业的学生。
在那个年代,大家说的是“学好数理化走遍天下都不怕”,学了古生物专业其实怕不怕我不知道,但是真正能走遍天下。比如说我们在大学的每个夏天都可以到野外去实习,从南到北、从东到西,我们国家的很多地方都去过了,到了我现在这个研究所,我们可以在世界各地去考察。比如说这张照片上,我在美国的西部和国外的同行,一起进行科学考察。
可是对向往大自然、喜欢户外的人来说,还有一个地方更有吸引力,那就是青藏高原。哪怕你走遍世界各地,我们最想的,还是到西藏去,到高原去,到世界的屋脊去!去干什么呢?对大家来讲,这是一个感受伟大的大自然的地方,当然也有很特别的文化。可是对我来讲,我有我的专业工作,这一片冰天雪地跟我的专业工作有什么关系?
大家马上就会想到《冰河世纪》,《冰河世纪》的这些动物,它们就生活在冰天雪地的环境里。其实我第一次去西藏的时候,还没有那么清楚的目的,我们是要研究生物的进化过程,以及地球的变迁和青藏高原的沧桑变化,我们需要找到青藏高原隆升过程的证据。
为什么我们第一次没有想到冰河世纪的动物呢?比如说这张图上有很多很典型的冰河世纪动物,猛犸象、剑齿虎、野马、大角鹿还有角落上的这个叫披毛犀的动物,因为关于这些动物,它的演化实际上以前有过理论。现在我们认为这个理论可能是一种猜想,比如说刚才讲到这个披毛犀,我们可以在博物馆里面看见披毛犀的化石骨架,这个是很容易的,博物馆能看得见。但是冰河世纪的动物有它特别的地方,大家可能经常听说在西伯利亚的冻土里找到了冰冻的动物,就是死亡的动物尸体,上万年的有猛犸象,也有披毛犀,也有洞狮,以及其他一些冰期的动物。
比如这张图上可以看得见,在波兰的一个沥青湖里面找到的化石,它不仅仅是骨骼,它整个的动物尸体都冰冻了,或者像沥青把它的水分抽干了以后变成一个木乃伊,这个很重要。为什么呢?它的皮肤、肌肉、毛发都保留下了,所以说我们知道这个动物叫做披毛犀。
我们刚才说了冰河世纪在距今一万年前消失了,全球变暖了,就像今天我们变得越来越暖,那么在一万年前的时候,这些冰河世纪的动物,它们很多绝灭了,因为这个气候不适宜它了。但是我们的祖先,我们的古人类在几万年前跟它们相遇过,甚至把它们作为猎物。
这张图上就是在法国南部的洞穴里面古人类画的画,从这张图上我们很清楚地看见,这些动物是长着长毛的,所以说它适应寒冷的气候。这些动物绝灭我们知道,但它们是从哪儿起源的呢?科学家也在想这个问题,比如说,从这张图上我们可以看见,这个蓝色的地区是披毛犀在冰期的最后时间。我们在科学上把它叫做末次冰期,就是冰河世纪快结束的时候它的分布地区。大家可以看见,它在靠近欧亚大陆北边、靠近北极圈的地方非常广泛的分布,往南就变少了。大家马上就会想到,因为北极圈很冷,在冰河世纪没开始的时候这些动物可能是在北极圈起源的,随着冰河世纪到来全球都变冷的时候它们向南扩散了。
达尔文在1859年出版他的《物种起源》里面,有非常文学的一句话来描述了这样一个现象,他的理论就是冰期动物是在北极起源的。他说:“生命的水体沿着从北极低地到赤道高地这一条徐缓上升的线把其携带的生命漂浮物留在了我们的高山之巅”。为什么留在我们的高山之巅呢?因为全球变暖以后,海拔低的地方这些动物没有办法生存了,比如说我们今天在青藏高原上可以看见很多耐寒的动物,我们很熟悉的藏羚羊、藏野驴、牦牛、雪豹,还有一些可能不太熟悉的,比如说岩羊、藏原羚、盘羊,它们确实是在高原上。
按照达尔文当时的想法,它们的祖先是从北极来的,这仅仅是想法吗?实际上有些证据,比如说,牦牛在末次冰期,也就是在冰河世纪快结束的时候,在几万年的时候,它的化石可以发现在贝加尔湖地区很靠近北面的地方--这也是苏武牧羊的地方,北海就是贝加尔湖。那个地方到现在都很冷,藏野驴的化石可以在阿拉斯加发现,达尔文提出了这样的观点是正确的。
不过达尔文完全正确吗?我们当然说进化论是完全正确的,可是达尔文在1859年,几乎相当于160年前,在那个时候,很多的证据还是不太充分的,比如说进化论最重要的一个基石,遗传学在那个时候还没有被人认识到,而很多古生物的证据链还是缺乏的,所以说这其实也是达尔文伟大的地方,他根据这些蛛丝马迹推导出了非常正确的,我们说完全正确的进化论。
但是,他的一些细节也有人怀疑,比如说,我们说的这个披毛犀上面这个外国人,他是一个法国人,他二三十年代来到中国,取了一个中国的名字叫德日进。他是一个古生物学家,大家看他穿的衣服,他是一个传教士,这个很矛盾了。但他是一个科学家,他尊重事实,他在河北阳原县一个叫泥河湾的地方研究哺乳动物的化石,照片上这是一个犀牛的乳齿。我们大家都知道人都是要换牙的,在我们换牙之前的刚出生长出来的那一副牙齿就叫乳齿。既然这是个乳齿,说明这是只幼年的犀牛,虽然是幼年的犀牛,但他发现这个犀牛确实是披毛犀,但是跟刚才我们展示的末次冰期的披毛犀,他认为不一样,因为这个披毛犀是生活在在两百万年前冰河世纪早期的时候,他觉得这个披毛犀是原始的。按照达尔文的想法,这个原始的披毛犀,它应该在更靠近北极的地方出现,而不是在西伯利亚南面、在我们的河北出现,但是他没有更多的材料。他仅仅只提出了这个疑问,真正的进展,大概在2000年的时候,我们在甘肃的临夏发现了跟泥河湾(刚才说的河北)一模一样的化石。包括上面有一列这个乳齿,跟它完全一样的。我们有完整的头骨,还有下颌骨,我们发现,这个确实跟披毛犀后面的或者我们可以把它叫做最后披毛犀是不一样的,它是更原始的。
那么这就来了问题了,我们哪儿再找它更早的祖先呢?照这个路线我们是不是再往南去呢?可是刚才我们说了,250万年是冰河世纪刚开始的时候,在250万年更早,在500多万年到250万年之间,我们在地质上把它叫做上新世,这个时候全球是一个温暖的时期,我们显然不能到更南的地方去找它,那么我们去哪里呢?
这是在初夏的时候拍的照片,大家看这个盆地里是绿色的,可是远处的山上有雪,有雪峰,那么我们就知道高原,高原它是高寒这样的环境,因此我们想,更早的化石会不会在高原上啊?于是我们要到西藏去。
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