步氏巨猿復原圖。Garcia/Joannes-Boyau繪制

過去8年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱“古脊椎所”）研究員張穎奇和山東大學的研究人員，以及來自澳大利亞、美國等地的國際合作者悶聲干了一件“大事”。

這件“大事”和一種神秘古動物的滅絕有關。

“龐然大物”的神秘消逝

這種古動物是地球上有史以來體形最大的靈長類——步氏巨猿。它身高約3米，最重超過600斤。霸氣的外形讓它成為好萊塢電影《金剛》主角的原型。

根據(jù)化石證據(jù)，步氏巨猿曾經(jīng)成群結隊地漫步于中國南方的喀斯特地區(qū)。可令古生物界費解的是，在20多萬年前，這些“龐然大物”走向了滅絕，而同時期其他靈長類卻安然無恙。

有一種假說認為，步氏巨猿的滅絕是“人猿之爭”的結果?？墒?，事實果真如此嗎？

張穎奇和團隊成員鍥而不舍，用近10年時間追根究底。1月11日，他們在《自然》發(fā)表了有關這些“龐然大物”命運的故事——巨猿悲歌。

直立人消滅了步氏巨猿？

巨猿化石的故事要回溯到1935年。當時，荷蘭古人類學家孔尼華在中國香港的一家中藥鋪里發(fā)現(xiàn)了一個巨大的、類似人牙的類人猿牙齒標本。他認為這是一種新的類人猿，并將其命名為步氏巨猿。

盡管步氏巨猿在科學界引起了極大的轟動，但沒有人知道它來自哪兒，也不知道它和人類確切的親緣關系。

直到20年之后，古人類學家裴文中院士帶領團隊偶然在中國廣西崇左大新縣的黑洞里，首次發(fā)現(xiàn)了步氏巨猿的牙齒化石，這才解決了步氏巨猿的出處問題。

1957年到1963年間，科學家又相繼在黑洞和柳城巨猿洞發(fā)現(xiàn)了3件珍貴的下頜骨化石以及1000多件牙齒標本。

在步氏巨猿剛被發(fā)現(xiàn)時，人們一度認為它是人類的祖先，甚至把它稱為“巨人”。但系統(tǒng)發(fā)育研究證實，它和人類關系比較遠，跟紅毛猩猩血緣更近。

2008年，來到古脊椎所從事博士后研究的張穎奇跟隨導師——該所研究員金昌柱尋找步氏巨猿的蹤跡。2011年，他們在廣西崇左扶綏柳橋發(fā)現(xiàn)了第四件下頜標本，但化石保存質量不高。

一直以來，由于顱骨及顱后骨骼化石證據(jù)匱乏，有關步氏巨猿的科學研究進展緩慢。它們的體形為何如此巨大？它們棲息在樹上還是地面，采取哪種位移行為？這些問題都無從知曉。

有沒有一種研究方法可以利用有限證據(jù)，巧妙找到一個科學問題的切入點？張穎奇把目光對準了滅絕事件。

滅絕，雖然充滿了悲劇色彩，但卻是自然進程不可或缺的一部分。

“步氏巨猿的滅絕在古人類學中是個令人費解的謎團?！睆埛f奇說，當時存在于同一地區(qū)的其他靈長類都成功適應了環(huán)境并繁衍生息，為何唯獨步氏巨猿走向了滅絕？

曾有步氏巨猿是被直立人消滅的假說。該假說認為，步氏巨猿曾與直立人共存，并在與直立人進行生存競爭的過程中敗北。

“這種說法沒有可靠的科學依據(jù)?！睆埛f奇解釋，根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)，步氏巨猿早在人類到達這片土地前就已經(jīng)滅絕了，雙方并沒有打過照面。因此，步氏巨猿的滅絕另有緣由。

固執(zhí)和保守釀成的悲劇

在古生物學中，化石可以告訴我們一個物種在什么地方、什么時候開始演化，但它不會直接告訴我們這些演化事件為什么發(fā)生。因此，古生物學家需要掌握大量物種演化背景信息，以還原當時地球古環(huán)境及其變化。

由于物種滅絕大多與環(huán)境變化有關，古生物學家還要進一步研究動物與環(huán)境之間的交互關系。由于其非常復雜，大量研究只能表明一定程度的相關性，無法得出直接因果關系。

要做就要做徹底。張穎奇抱著這樣的信念，確定了研究思路和方法。

一方面，通過孢粉、碳屑、微觀地層以及穩(wěn)定同位素和動物群對比的分析手段，重建步氏巨猿生存期生態(tài)環(huán)境；另一方面，進行牙齒穩(wěn)定同位素、微量元素、微磨痕等分析，掌握物種的攝食行為。這樣一來，就能知道不同環(huán)境對應的步氏巨猿生存狀況。

而這些分析的重要前提是通過測年建立可靠的時間框架。張穎奇解釋，只有在一個明確的時間框架下進行古環(huán)境的重建和攝食行為還原，這項研究才能成立。于是，一個多學科綜合的國際團隊建立起來。

除了張穎奇，團隊另一位靈魂人物是年代學專家、澳大利亞麥考瑞大學副教授Kira Westaway。Westaway2011年曾測定了直立人最后生存的年代介于11.7萬年前至10.8萬年前。

有了Westaway的加入，研究團隊把6種獨立測年技術應用于含化石堆積物和化石本身，總共獲得了157個放射性測年結果。這在古生物研究領域實屬罕見。

最終，一條全面、精準的步氏巨猿由繁盛走向滅絕的時間線首次被構建出來：繁盛期為距今230萬年至70萬年，過渡期為距今70萬年至30萬年，滅絕窗口期則被精確鎖定在29.5萬年前至21.5萬年前，再往后就是滅絕后期。

在確切的年代框架下，研究團隊分別進行古環(huán)境重建和攝食行為分析，繪制出了一幅完整的巨猿生存期的生態(tài)圖景：在繁盛期，環(huán)境中的木本植物占比較大，森林茂盛；到了過渡期，氣候季節(jié)性增強，森林群落結構開始發(fā)生變化，非木本植物占比逐漸增加，環(huán)境變得更加多樣化；從滅絕后期開始，森林出現(xiàn)退化，環(huán)境更加開闊干燥，草地面積大幅增加。

在環(huán)境變化面前，步氏巨猿采取了怎樣的生存策略呢？

研究發(fā)現(xiàn)，鼎盛時期的步氏巨猿生活在茂密森林中，以果實和花朵為食，食物種類豐富、數(shù)量充足，飲水很規(guī)律，生存毫無壓力；可到了后期，它們并沒有主動適應生態(tài)環(huán)境的變化。偏愛的食物減少，它們轉而依賴那些低營養(yǎng)、纖維質的備選食物，飲水變得不規(guī)律，生存壓力很大。

不可思議的是，它們的體形在后期變得越來越大、越來越笨重，攝食范圍大幅縮小。張穎奇推測，由于它們吃得越來越粗糙，營養(yǎng)不足，只能拼命進食，導致體重“失控”。這也可能反過來加劇食物資源短缺，最終加速滅絕進程。

研究人員對比了同時期步氏巨猿的近親魏氏猩猩的攝食行為，結果發(fā)現(xiàn)，后者在生存條件發(fā)生變化時，體形變小、更靈活，還調整了食物和棲息地偏好，因此，無論是食物多樣性還是飲水規(guī)律性都沒有受到影響。

“與猩猩這樣生存策略更加靈活的‘識時務者’相比，步氏巨猿稱得上是一個走到窮途末路的‘特立獨行者’?！睆埛f奇認為，正是步氏巨猿的固執(zhí)和保守使其走向了滅亡。

責任編輯：宋晰