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新化石解密物種大滅絕后的圖景

新化石解密物種大滅絕后的圖景
古生物學家Tyler Lyson手中一塊敲開的結核巖石里,蘊藏著躲過6600萬年前物種大滅絕的脊椎動物的頭骨。
圖源:HHMI TANGLED BANK STUDIOS
 
撰文:TIM VERNIMMEN
 
  終結恐龍時代的大滅絕發生后,生命是如何恢復的?美國科羅拉多州發現的數百件化石,將為我們呈現出當年地球景象的“快照”。這次發現中有起碼16件哺乳動物化石,還有許多烏龜、鱷魚及植物的化石。它們全都生活在全球大滅絕后最初的一百萬年間。
 
  許多化石的突然消失,表明在6600萬年前一顆小行星撞擊地球后,地球上的生命著實經歷了一場浩劫。這場浩劫導致地球上大約四分之三的物種滅絕,其中包括此前稱霸全球的幾乎所有恐龍。
 
  然而,令許多古生物學者困惑的是,大滅絕事件發生之后那段時間的生命,留下的化石記錄極少,直至近日。
 
  根據近日發表在《科學》期刊上的文章,這次新發現的化石寶藏蘊含了大滅絕之后地球生命恢復元氣的一些關鍵細節,其中包括關于大滅絕發生后第一個30萬年里數量激增的哺乳動物的一些新發現。
 
巖石中的頭骨
 
  該研究論文的合著者、丹佛自然與科學博物館古生物學家Tyler Lyson從一名南非同行身上學到的尋找化石的方式,成了發現這批寶藏的關鍵。在北美西部荒涼的平原上,尋找化石的人們常常依賴于尋找因風化而露出地面的化石。但古生物學家還能在古老骨骼周圍的巖石或結核中進行搜尋。(譯者注:結核,concretion,指的是周圍沉積物成分不同的礦物質團塊。)
 
  當Tyler Lyson與論文合著者、丹佛博物館的古植物學家Ian Miller開始采用這個方法后,很快就在丹佛盆地外圍一個名叫Corral Bluffs的地方“掘到了金礦”,而此前他們在那里一無所獲。
 
  “當敲開一塊結核時,我看到一塊哺乳動物頭骨正在朝著我笑。”Lyson回憶道,“然后我四下看去,周圍布滿了結核。我們幾分鐘內就找到了四五塊哺乳動物頭骨。”
 
  回到實驗室后,他們很肯定的一件事就是:在大滅絕之后的頭100萬年里,哺乳動物變大了很多。
 
  逃過全球大滅絕的最大哺乳動物體重不超過0.45千克(1磅)。但10萬年后,它們后代最大的物種就重約5.9千克(13磅),與現代的浣熊差不多。Lyson說,又過了20萬年,“最大的哺乳動物體重翻了三倍,約20千克(45磅)”,與美洲海貍差不多重,而且比大滅絕之前的所有哺乳動物都重得多。
 
  這個模式有一定的道理,因為,大滅絕后,那些哺乳動物不再需要與恐龍競爭或者躲著恐龍。不過,與動物化石一同被發現的植物化石卻揭示出一個更為有趣的故事。
 
新化石解密物種大滅絕后的圖景
這些哺乳動物頭骨與頜骨的化石,都是在美國科羅拉多州Corral Bluffs發現的。
圖源:HHMI TANGLED BANK STUDIOS
 
堅果和豆類
 
  在大滅絕期間,半數的植物物種滅絕。熬過大滅絕的小型哺乳動物可能也是能吃許多昆蟲的雜食性動物,因為大滅絕后重新出現的許多蕨類植物并非全都很有營養。
 
  棕櫚樹隨后出現,但讓哺乳動物的體重真正超過其祖先的,很可能是從胡桃科分化出來的樹種;大滅絕后30萬年里,哺乳動物體重增加的年代與該樹種的花粉化石的年代相符。
 
  丹佛盆地里發現的該時期的最大哺乳動物是Carsioptychus,是今天有蹄類哺乳動物的遠親。
 
  Lyson說:“它的前齒很大很平,有許多奇怪的褶皺,因此一直有人推測它們可能以堅硬的物體為食,比如上述樹種所生長出來的堅果。”
 
新化石解密物種大滅絕后的圖景
這株蕨類植物是在Corral Bluffs發現的6000片化石葉片之一。科學家借助它們,可以更好地理解在大滅絕摧毀了非鳥翼類恐龍之后地球上的生命如何恢復。
圖源:HHMI TANGLED BANK STUDIOS
 
  大約40萬年后,又一次生長激增產生了更大型的哺乳動物,它們重約45千克(100磅),與糜鹿相當。它們的出現,與豆科早期代表性植物化石的出現同步。許多食草動物都會搜尋這種植物的葉子和富含蛋白質的豆莢。
 
  “我們都驚訝地發現,一切都對上了號。” Lyson說道。
 
  對此次發現的化石樹葉的分析表明,在大滅絕之后的一百萬年內有三個重要的升溫時期,其中兩個時期與植物的明顯變化相關,而植物的變化又領先于哺乳動物體型的大變化。
 
  “大滅絕之后約30萬年里哺乳動物體型增大這一觀點并不新穎。”科羅拉多大學自然歷史博物館的古生物學家Jaelyn Eberle(并未參與此研究)說,“但有個重要的問題是為什么,而這項研究揭示了體型、植物多樣性和升溫之間的相關性,讓我們更進一步理解了這個問題。”
 
  “我們學到了一點:只關注地球系統上的某個方面,我們是無法理解大滅絕或恢復的。”佛羅里達大學的地球年代學家Courtney Sprain補充道。
 
期待發現鳥類
 
  圣迭戈州立大學的古生物學家David Archibald稱這一發現非比尋常,并認為作者的結論非常準確。不過,他警示稱:“盡管他們很出色,但這些結論來自于一個有限的地理區域。我們可能要嘗試著放眼全球,但這樣做還不成熟。”
 
  Lyson稱,人們對世界各地化石遺址周圍結核的興趣日漸升溫,可能有助于強化其結論。
 
  他回憶說:“有一位資深同行自己也曾發現過大量了不起的化石。我帶他去看發掘現場后,他驚嘆道這讓他想回到他所有的發掘現場把事情做對。我真的認為,如果人們現在更多地關注結核,我們也會在其它地方發現更多。”
 
  與此同時,未來的幾年里,他和合作者們將忙于描繪一些鑒別出來的新物種,其中包括兩種哺乳動物,并忙于在尚未打開的數百塊結核里尋找化石。
 
  Lyson說:“我希望能找到鳥類,因為這對它們也是一個重要的時期。誰知道呢,也許它們現在就躺在我的辦公室呢。”
 
(譯者:mikegao)
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