科技日報記者 陸成寬
在遠古時代，馬科動物家族在五千多萬年的演化史中曾經非常繁盛，先后演化出眾多不同的支系；如今，它們只剩下包括斑馬、野驢和家馬等在內的一個屬——真馬。馬科動物家族為什么會逐漸沒落？
(相關資料圖)
利用碳氧穩定同位素分析法，中科院古脊椎動物與古人類研究所鄧濤研究員團隊，成功重建了甘肅臨夏盆地馬科動物的古生態，首次揭示出東亞地區馬科動物的生態位差異，以及生態位在三趾馬和真馬演化史中的重要意義。相關研究成果發表于《古地理古氣候古生態》雜志。
在馬科動物龐大的家族中，三趾馬族是最成功的一個支系。它們有著極高的物種多樣性，并且化石數量極為豐富。“現代非洲草原上共生著不同種的斑馬、野驢，蒙古戈壁上也共生著不同的野馬、野驢。這種多種馬科動物共生的情況在地質歷史時期也極為普遍。”2月17日，論文共同通訊作者、中科院古脊椎所研究員鄧濤告訴記者。
“在同一生態系統中，多種馬科動物的共生，意味著它們需要利用不同的資源和棲息地，以消弭種間競爭。這足以說明，古生態在馬科動物的演化中發揮著重要作用。”但鄧濤說，在東亞地區，地質學家和古生物學家通常都以馬化石為工具來研究地層和古環境，卻鮮少關注馬科動物自身的古生態面貌。
著眼于533-258萬年前的上新世至258-180萬年前的更新世這一馬科動物演化歷史中的關鍵階段，曾經盛極一時的三趾馬在這一階段逐漸衰落，現生馬的祖先真馬卻迅速崛起，鄧濤團隊利用碳氧穩定同位素分析方法，對臨夏盆地十里墩動物群和龍擔動物群中五種馬的生態位進行重建。
研究發現，在上新世早期的十里墩動物群中，原始長鼻三趾馬比共生的桑氏垂鼻三趾馬和平齒西瓦三趾馬更能適應干旱開闊的環境，而后兩種馬的生態位基本重疊，比原始長鼻三趾馬攝入了更多葉片。
本次研究五種馬科動物復原圖及相關效果比較。陳瑜 繪制
到了更新世，三趾馬族在全世界范圍內急劇衰落，東亞地區僅剩2種，原始長鼻三趾馬的直系后代——中國長鼻三趾馬就是其中之一。而在臨夏盆地早更新世的龍擔動物群中，中國長鼻三趾馬同樣占據了最開闊的生態環境，比共生的大型真馬埃氏馬攝入了更多的粗糙草類資源。
“這一結論有悖于傳統的認識，因為固有的觀點一直將晚近的真馬視為最典型的‘食草’動物，這一研究結果量化地解答了近一個世紀以來學界對東亞本土三趾馬生態位懸而未決的疑問。”論文第一作者、中科院古脊椎所副研究員馬姣說。
此外，研究揭示出臨夏盆地上新世早期東亞夏季風信號比更新世早期更強。這說明上新世早期臨夏盆地的氣候更為暖濕。
在這樣的背景之下，長鼻三趾馬從530萬年前溫暖濕潤的上新世就提前演化出了對開闊環境和粗糙草類資源的適應性，幫助其成功存活至距今約100萬年的更新世；而與其共生的西瓦三趾馬和垂鼻三趾馬，則可能因為其食物結構中草類資源所占的比重較低，無法適應上新世以后干冷動蕩的環境，在距今約300萬年時滅絕。
在距今約260萬年前的更新世初期，從北美遷徙而來的真馬迅速在歐亞大陸擴張，其種類和數量都遠超已經衰落的三趾馬。在第四紀全球氣候干冷化的大趨勢下，三趾馬在各個大陸相繼滅亡，真馬取而代之，適應了第四紀動蕩的氣候和人類活動的影響，并延續至今。
（圖片由中科院古脊椎所提供）
