中新社北京7月14日电(记者 孙自法)青藏高原由海底抬升形成“世界屋脊”和“地球第三极”,这一地质现象对于地球生命进化,尤其是东亚哺乳动物千万年来的发展轨迹有何作用,长久以来引起了广泛的探讨。

揭示完整因果关系

发表于国际专业学术期刊《远古世界》(Palaeoworld)的“青藏高原抬升对东亚新生代哺乳动物进化影响的专论”,以完整因果关系,探索这个地球最宏伟的高原与生命进化之间数千万年的互动关系。

哺乳动物化石的系统发育树和新生代时间标尺。中国科学院古脊椎所 供图

这篇专论由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邓涛研究员、保加利亚自然历史博物馆尼科莱·斯帕索夫教授、中国科学院昆明动物研究所吉学平研究员联合负责,通过系统梳理近些年在新生代哺乳动物进化学界的重要研究成果,以多学科结合的全面视角,完整重现了数千万年来青藏高原抬升如何深刻改变东亚哺乳动物的进化路线、物种分布与生态适应方式。

邓涛研究员14日在北京向记者表达了看法,他指出,青藏高原的抬升并非平静的地壳变动,这一壮阔的造山运动不仅塑造出高原及其周边独一无二的高海拔生态系统,也成为了决定广阔亚欧大陆气候与环境走向的关键因素。

青藏高原通过增强大气环流模式特别是改建亚洲季风体系,以及建立难以跨越的巨大地形障碍,从根本上控制了东亚哺乳动物的进化、迁徙与灭绝过程,并非哺乳动物进化史的“配角”,而是造成区系变化、生物地理格局形成及生态特性改变的“主演”。

最新专论打破以往将构造变动与生物演化分开研究的传统,构建了从地形改变到气候转变,最终到生物响应的完整因果关系:早在中新世,青藏高原已经具备较高的海拔,成为阻隔南、北亚哺乳动物交流的巨大屏障,由此划分出了不同的生物地理区系,促使隔离区域内的特有种独立发展。与此同时,高原的抬升彻底重塑了大气运行法则,直接引发并持续强化亚洲季风体系,从中新世开始就成为了主导区域气候与哺乳动物分布的核心力量,形成中国南北不同的降水梯度,致使南北方哺乳动物种类产生明显差异。

由青藏高原驱动的环境剧变逐步发展,最终形成了现代东亚哺乳动物的分布模式:早始新世中亚就开始走向干旱,此后持续发展,到始新世-渐新世交替时遭遇环境剧烈转变;中新世温湿与干冷的交替,促使动物群由森林型向草原型转变;上新世季风加强,北方区域湿度增加,为南方种群的北移提供了通道;进入第四纪后,具有现代形态的哺乳动物种类及其分布模式彻底确立。各个地质时期的化石记录,都清楚记录了这一构造运动对生命造成的影响。

化石证据连接进化历程

在始新世,抬升的青藏高原与伴随的造山运动不仅形成了南北向的生物地理分界线,也让东西向的扩散路线经历周期性变化。新疆吉木乃和内蒙古的干枯环境里生存的短面狶,作为狶科最古老的代表,在中始新世晚期出现在亚洲和北美,证实了它起源于亚洲后通过白令陆桥快速扩散到北美的进化路径,成为高原早期构造变动影响哺乳动物跨洲交流的有力证据。

到渐新世,剧烈的环境变化直接引发了哺乳动物区系的重建和特有种的进化。这一阶段正是中亚干旱化显著增强的时期,以巨犀动物群为代表的亚洲特有哺乳动物群正式形成,与欧洲的同期种类产生明显分化,开启了由青藏高原进化驱动的长期生物地理隔离过程,部分种类甚至随着干旱环境的扩散一路向西蔓延到巴尔干地区。

其后,中新世的东亚哺乳动物进入隔离分化的爆发期。上新世的哺乳动物群开始向现代形态快速转变。进入更新世后,现代哺乳动物区系的分布格局彻底固定。

其中,山西榆社盆地发现的上新世玛姆象化石为美洲乳齿象的跨洲起源提供了关键