過去8年，中國科學(xué)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(xué)以及來自澳大利亞、美國等地的中外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(guān)。
這種古動物是地球上有史以來體型最大的靈長類——步氏巨猿。它身高約3米，體重最重的可達(dá)600多斤。霸氣的外形也讓它成為了好萊塢著名IP《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(jié)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，這樣一種龐然大物走向了滅絕，而同時期其它靈長類卻安然無恙。
有一種假說認(rèn)為，步氏巨猿的滅絕是“人猿之爭”的結(jié)果。可事實果真如此嗎？
張穎奇和團(tuán)隊成員鍥而不舍，用近十年時間追根究底。1月11日，他們在《自然》發(fā)表了這個有關(guān)命運的故事——巨猿悲歌。
張穎奇告訴《中國科學(xué)報》，如果沒有兩位“貴人”相助，這項艱難的研究也走不到今天。而且他沒有想到的是，為了搞清楚“金剛”的消亡史，沒有任何基礎(chǔ)的自己也居然get到了“飛檐走壁”的技能。
步氏巨猿復(fù)原圖。Garcia / Joannes-Boyau 繪制。
直立人消滅了“龐然大物”？
巨猿化石的故事要回溯到1935年。當(dāng)時，荷蘭古人類學(xué)家孔尼華在中國香港的一家中藥鋪里，發(fā)現(xiàn)了一個非常巨大的、和人的牙齒十分相像的類人猿的牙齒標(biāo)本。他認(rèn)為這是一種新的類人猿，并將它命名為“步氏巨猿”。
盡管步氏巨猿在科學(xué)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(guān)系。
直到20年之后，裴文中帶領(lǐng)團(tuán)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年之間，科學(xué)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(biāo)本。
在步氏巨猿剛被發(fā)現(xiàn)時，人們一度認(rèn)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，其實它和人類的關(guān)系比較遠(yuǎn)，反而跟紅毛猩猩的血緣更近。
2008年，來到古脊椎所做博士后的張穎奇開始跟隨導(dǎo)師金昌柱研究員尋找步氏巨猿的蹤跡。2011年，他們在廣西崇左扶綏柳橋又發(fā)現(xiàn)了第四件下頜標(biāo)本，但化石保存的質(zhì)量并不高。
一直以來，由于顱骨及顱后骨骼化石證據(jù)的匱乏，有關(guān)步氏巨猿的科學(xué)研究進(jìn)展緩慢。它們的體型為何如此巨大？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在有限的證據(jù)面前，巧妙地找到一個科學(xué)問題的切入點？張穎奇把目光對準(zhǔn)了滅絕事件。
滅絕，雖充滿了悲劇色彩，但卻是自然進(jìn)程不可或缺的一部分，是滅絕和演化共同塑造了如今地球上的生命世界。
“步氏巨猿的絕滅在古人類學(xué)中一直是一個令人費解的謎團(tuán)。”張穎奇說，當(dāng)時存在于同一地區(qū)的其它靈長類都成功適應(yīng)了環(huán)境并繁衍生息，為何唯獨這種體型龐大、給人印象強大無比的巨猿走向絕滅？
巨猿生活場景復(fù)原圖。Garcia / Joannes-Boyau 繪制
曾有步氏巨猿是被直立人消滅的假說。這種觀點認(rèn)為，步氏巨猿曾與直立人共存，并在與直立人進(jìn)行生存競爭的過程中敗北。
“這種說法沒有可靠的科學(xué)依據(jù)。”張穎奇解釋，根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)，步氏巨猿早在人類到達(dá)這片土地之前就已經(jīng)絕滅了，雙方并沒有打過照面。
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(xué)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?yōu)槭裁磿羞@些演化事件的發(fā)生。因此，古生物學(xué)家需要知道物種演化大量的背景信息，特別是要還原當(dāng)時地球上的古環(huán)境，以及它是如何變化的。
由于物種滅絕的原因大多與環(huán)境變化有關(guān)，古生物學(xué)家還要進(jìn)一步研究動物與環(huán)境之間的交互關(guān)系。而這種交互作用通常是非常復(fù)雜的，以至于大量研究僅能表明一定程度的相關(guān)性，而無法得出直接的因果關(guān)系。
要做就要做徹底。張穎奇正是抱著這樣的信念，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，重建步氏巨猿生活時的生態(tài)環(huán)境；另一方面，進(jìn)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，因為下頜、牙齒與食物之間必須非常適應(yīng)。這樣一來，就能知道不同環(huán)境對應(yīng)的步氏巨猿的生存狀況。
而這些分析的重要前提是要通過測年來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(jìn)行古環(huán)境的重建和攝食行為的還原，這項研究才能成立。“相反，如果沒有可靠的測年數(shù)據(jù)作支撐，我們很可能在錯誤的年代區(qū)間被錯誤的線索誤導(dǎo)。”
于是，一個多學(xué)科綜合研究的國際團(tuán)隊建立起來。除了張穎奇，團(tuán)隊另一位靈魂人物是澳大利亞麥考瑞大學(xué)副教授Kira Westaway。Westaway 是一位年代學(xué)專家，2011年曾在《自然》發(fā)表過一項重要研究成果，測定了直立人最后生存的年代介于10.8萬年至11.7萬年前。
正是有了她的加入，研究團(tuán)隊破天荒地把6種獨立的測年技術(shù)應(yīng)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(jié)果，這在古生物研究領(lǐng)域?qū)崒俸币姟?span style="display:none">ylH速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
測年工作中的Westaway。張穎奇供圖
最終，一個全面精準(zhǔn)的步氏巨猿由繁盛走向絕滅的時間線首次被構(gòu)建出來：繁盛期為距今230萬~70萬年，過渡期為距今70萬~30萬年，絕滅窗口期則被精確鎖定在29.5萬~21.5萬年前，再往后就是滅絕后期。
在確切的年代框架下，研究團(tuán)隊分別進(jìn)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，森林群落的結(jié)構(gòu)開始發(fā)生變化，非木本植物占比逐漸增加，環(huán)境開始變得更加多樣化；從絕滅后期開始，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的森林環(huán)境中，靠果實和花朵為食，食物數(shù)量和種類都很豐富，飲水也很規(guī)律，生存毫無壓力；可到了后期，它們并沒有隨著生態(tài)環(huán)境的變化主動適應(yīng)。偏愛的食物減少，它們轉(zhuǎn)而依賴那些低營養(yǎng)、纖維質(zhì)的備選食物，飲水也變得不規(guī)律，生存壓力很大。
更不可思議的是，它們的體型在后期卻變得越來越大、越來越笨重，攝食范圍也大幅減小。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(jìn)食，導(dǎo)致體重“失控”。這也可能反過來加劇食物資源的短缺，最終加速滅絕進(jìn)程。
有意思的是，研究人員還對比了同時期步氏巨猿的近親魏氏猩猩的攝食行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后者在生存條件發(fā)生變化時，體型變得更小、更靈活，還調(diào)整了食物和棲息地偏好，因此，無論是食物多樣性還是飲水的規(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(wù)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’。”張穎奇認(rèn)為，正是步氏巨猿的這份固執(zhí)和保守導(dǎo)致了它的滅亡。
一次不可能完成的任務(wù)
這項研究給了這種史前巨獸的命運結(jié)局一個交代。而張穎奇也給了自己過去8年在巨猿研究領(lǐng)域的“默默無聞”一個交代。
8年間，張穎奇沒有急著發(fā)表任何一篇有關(guān)步氏巨猿演化的論文。“從一開始我就想盡最大可能講述一個完整的、有說服力的物種滅絕故事。”他認(rèn)為，如果因為種種原因，發(fā)表了階段性的成果論文，就會影響這個故事的分量。
他也很感謝這個團(tuán)隊都奔著相同的目標(biāo)，特別是Westaway的執(zhí)著和熱情，堅持要做一件沒人做過的、超酷的事。
想法是美好的，也是幾乎不可能完成的。
張穎奇告訴《中國科學(xué)報》，這項研究最大的特點是多學(xué)科高度綜合，涉及到形態(tài)學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)、微觀地層學(xué)、古植物學(xué)等等。地點多、方法多、樣品多、數(shù)據(jù)多，光是所有樣品的處理、測試和分析就有澳方6所大學(xué)的科學(xué)家參與完成。
然而，這樣一篇復(fù)雜的論文也給審稿制造了大麻煩。張穎奇解釋，沒有一個審稿人能精通論文涵蓋的所有研究方向，因此，要反復(fù)尋找合適的審稿對象。此外，由于文章的方法多、數(shù)據(jù)多，審稿人在大量細(xì)節(jié)問題上提出了想法和建議，以至于這篇論文經(jīng)歷了5輪修改，歷時一年多，才塵埃落定。
值得一提的是，在這篇論文的致謝中，出現(xiàn)了一個很特別的人，他是北京洞穴探險發(fā)起人崔慶武。
這項研究的展開必須依托于多學(xué)科的樣品采集，從2015年開始，張穎奇就帶領(lǐng)團(tuán)隊在廣西崇左地區(qū)持續(xù)開展“地毯式”的洞穴調(diào)查工作，最終選定了1999年至2020年發(fā)現(xiàn)的22處洞穴化石地點進(jìn)行系統(tǒng)性樣品采集。
廣西崇左喀斯特地貌景觀。張穎奇攝
洞穴內(nèi)發(fā)掘場景。張穎奇供圖
張穎奇回憶，每一年的野外季，夏季和秋季加起來共兩個月左右，總共要調(diào)查、評估幾百個洞穴點。由于接近地面的洞穴幾乎都有人為破壞的影響，研究團(tuán)隊不得不采用崖壁洞穴調(diào)查的策略，越是高的，越是人很難到達(dá)的地方，他們越要上！
毫無攀巖經(jīng)驗的張穎奇只能求助于網(wǎng)絡(luò)，他偶然找到了洞穴探險愛好者崔慶武，兩個很有干勁的年輕人一拍即合。崔慶武愣是帶著一個有恐高癥的“攀巖小白”學(xué)會了“飛檐走壁”，為科考隊“保駕護(hù)航”。
攀登崖壁。張穎奇供圖
張穎奇自拍照。
張穎奇激動地說，在經(jīng)過一段時間的“科研訓(xùn)練”后，崔隊還擔(dān)負(fù)起了洞穴調(diào)查預(yù)評估的“職責(zé)”。“每次崔隊都會第一個上崖壁探路，他會先觀察路過的洞穴內(nèi)是否有明顯的堆積物存在，這樣就能幫我們省去許多不必要的調(diào)查時間。”
近十年時間里，崔慶武和科考隊一起，遇過毒蛇，見過野豬，吃過老鄉(xiāng)的烤白薯，在潮濕悶熱的洞穴里揮汗如雨……
如今，坐在辦公室里的張穎奇多了不少白頭發(fā)，采訪最后，他談到了大多數(shù)中年人都有的煩惱——發(fā)胖。“我還想多爬幾年山，多看幾個洞，多找一些好東西，多做一點酷酷的事。”他笑說，為了這，也得少吃多動，保持身體健康運轉(zhuǎn)。
研究團(tuán)隊部分成員合影（后排左二為張穎奇，右一為Westaway，右三為崔慶武）。張穎奇供圖
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06900-0
本文鏈接：貴人相助、學(xué)會“飛檐走壁”，他用8年在《自然》發(fā)表“金剛”悲歌http://m.sq15.cn/show-11-2094-0.html
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