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札达三趾马揭示青藏高原隆升史

来源:PNAS       更新时间:2012-4-26 10:09:40
 

  两匹札达三趾马在青藏高原的开阔草原上飞驰而过。陈瑜绘   青藏高原的古海拔高度,是一个全球热点问题,也是一个争议颇多、各派观点分歧极大的研究领域。多年来,地质学家、地球物理学家、古生物学家纷纷以各自的研究所长,探求青藏高原古海拔的“真相”。   中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员邓涛领导的研究小组,以新近在海拔近4000米的札达盆地发现的札达三趾马化石为依据,为460万年前的青藏高原海拔高度确定了精确的标尺。   研究得到了中国科学院知识创新工程重要方向项目、科技部“973”项目和国家自然科学基金项目的支持。4月23日,《美国科学院院刊》在线发表了此项研究成果。   与众不同的札达马   三趾马是一种曾遍布世界的古哺乳动物。在青藏高原,目前共发现了三种三趾马:福氏三趾马、西藏三趾马、札达三趾马。   西藏三趾马发现于上世纪70年代,同时期发现的还有一种现在青藏高原地区常见的植物——高山栎的化石。   这两个物种在高原地带的出现,为我国学者描绘青藏高原隆升历史提供了直接的证据。研究人员据此指出,自1000万年以来,青藏高原的海拔上升了约3000米。   第一件札达三趾马化石则发现于上世纪90年代。由于化石埋藏地点与西藏三趾马相似,在3000米左右,且只发现了头部,因此除了在生物学上确定是一个三趾马新种外,在青藏高原的古海拔研究方面,未能取得更多进展。   邓涛等人新近发现的札达三趾马,埋藏地点接近海拔4000米。更重要的是,此次发现的化石是一件较完整的骨架。   在对札达三趾马的肢骨化石进行研究后,邓涛等人发现,札达三趾马有着“与众不同”的运动机能和生活习性,而这种“与众不同”恰恰为确定青藏高原古海拔高度变化提供了新证据。   在开阔的草原上飞奔   三趾马和它们的现生近亲——马,在足部结构上很不相同:三趾马用三趾行走,而现生马类则只剩下中趾,其余都已完全退化。   这种足部骨骼结构表明,与善于奔跑的现生马相比,早期的三趾马都是速度较慢的动物。“就像人在跑步时,仅需要前脚掌着力,而行走时,则需要整个脚掌受力一样。”邓涛说。   三趾马的“缓行”特性,与生存环境有关。以往的研究表明,包括西藏三趾马和三趾马的祖先——欧洲原始三趾马在内的一些早期三趾马,生活在森林中,没有足够的空间供其驰骋。   札达三趾马则不同。“它们的中间趾骨非常发达,而内外两趾严重退化。”邓涛说,这种骨骼特征表明,札达三趾马在奔跑能力上更接近现生马类,是一种善于奔跑的动物。   同时,研究人员在札达三趾马的膝盖部位,发现了一种叫“锁扣”的骨骼结构机制,这一机制能保证札达三趾马可以长时间站立。   善于奔跑、能长时间站立,指示了札达三趾马“与众不同”的生活环境——开阔的草原。   邓涛说,草原地带视野开阔,生活在草原的食草动物,大多站立进食、休息,并随时准备奔跑以避开掠食动物。   目前,在札达盆地的草原上,还生活着一种三趾马的近亲——藏野驴。札达三趾马在运动构造上,与藏野驴非常相似。   邓涛表示:“两者间并不存在直接演化关系,这种相似在生物学上,称为趋同进化,指示了两者间极为相似的生活环境。”   更精确的青藏高原隆升图   从森

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