1996年，我们在马达加斯加的首次化石猎寻探险进行了三周，我们开始担心，我们可能只能拿出沾满灰尘的衣物来展示我们的努力。我们只找到了一些零星的牙齿和骨头——崎岖的地形和其他后勤困难阻碍了我们的搜索。随着野外季节迅速接近尾声，我们终于在该岛西南部偶然发现了一条令人鼓舞的线索。伊萨洛国家公园游客中心的旅游地图上标出了一个名为“动物骨骼之地”的当地遗址。我们请附近村庄的两位年轻人立即带我们去那里。
当我们意识到从山坡上冲刷下来的漂白骨骼碎片属于牛和其他现代动物时，我们的高期望迅速消退。这个遗址虽然可能对考古学家来说很有趣，但并没有希望蕴藏着我们想要的更古老的猎物。当天晚些时候，另一位导游在村里二十几个好奇孩子的陪同下，带领我们来到了第二个同样散落着骨头的堤坝。我们非常兴奋地发现了两块拇指大小的颌骨碎片，毫无疑问，它们是古代的。它们属于早已灭绝的、鹦鹉喙恐龙的近亲，叫做喙头龙。
事实证明，喙头龙的骨骼是大量史前发现的先兆。从那时起，世界第四大岛屿已成为中生代时期（从2.52亿年前到6600万年前，恐龙和哺乳动物都在首次亮相）陆地动物新信息的多产来源。我们发掘出了似乎是原始恐龙的骨骼，我们怀疑它们比以前发现的任何恐龙都要古老。我们还因发现一种似乎违反了哺乳动物历史的著名理论，因为它位于“错误”半球的鼩鼱状生物而引发了争议。这些标本以及在五个野外季节中收集的其他标本，使我们能够开始描绘古代马达加斯加的景象，并为我们2003年的第六次探险制定了策略。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
过去三十年来，我们的大部分研究都旨在解开南部大陆陆地动物的历史。这些问题促使其他古生物学家前往南非、巴西、南极洲和印度等化石丰富的地区。我们没有探索那些已确立的地点以寻找更多发现，而是被马达加斯加所吸引：该岛拥抱了广阔的中生代岩石地带，但直到最近，那里只发现了少数陆生脊椎动物化石。为什么？我们预感没有人坚持不懈地寻找它们。
坚持不懈成为我们1996年探险的座右铭。我们的团队由来自美国和马达加斯加塔那那利佛大学的十几位科学家和学生组成。除了科学和教育效益外，我们与该国顶尖大学的合作还促进了采集和出口许可证的获取——这是所有古生物学实地考察的必要组成部分。然而，不久之后，我们遇到了后勤障碍，这肯定促成了早期在该岛上寻找古代化石的失败。马达加斯加西部的中生代沉积物分布在一个大约相当于加利福尼亚州大小的区域。世代的牛车和步行旅行开辟了通往偏远地区的唯一道路，其中大多数道路即使是最强壮的四轮驱动汽车也无法通行。我们不得不从首都运来我们的大部分食物，包括数百磅的大米、豆类和罐头肉。燃料短缺有时严重限制了机动性，我们的工作甚至受到野火的阻挠，野火频繁发生且肆虐不止。新的挑战意外出现，要求我们当场调整计划。
古老的运气
在如此广阔的区域进行勘探时，我们面临的最艰巨的障碍可能是决定从哪里开始。幸运的是，我们并非盲目计划搜索。亨利·贝塞里等先驱地质学家的实地考察工作为我们提供了马达加斯加中生代岩石的大比例尺地图，他在20世纪中期指导了马达加斯加矿业部。从这些研究中，我们了解到，地质因素的幸运组合导致了厚厚的沉积物覆盖了马达加斯加西部低地的大部分地区——这让我们有充分的理由相信，古代的骨骼和牙齿可能被困在那里并保存下来。
在中生代初期，即2.52亿年前，从马达加斯加步行到世界上几乎任何其他地方都是可能的。地球上所有的陆地都联合在超级大陆盘古大陆中，马达加斯加位于现在的印度西海岸和今天的非洲东海岸之间[见上图]。当时的世界比现在温暖得多——甚至两极也没有冰。在超级大陆的南部地区冈瓦纳大陆，巨大的河流流入低地盆地，这些盆地最终将成为莫桑比克海峡，今天莫桑比克海峡横跨马达加斯加和东非之间的250英里。
这些巨大的盆地代表了地质裂缝的边缘，当地质裂缝开始将马达加斯加从非洲拉开超过2.4亿年前时形成。这种看似破坏性的过程，称为裂谷作用，是积累化石的一种非常有效的方法。（事实上，世界上许多最重要的化石脊椎动物地点都发生在古代裂谷环境中。）流入盆地的河流携带着泥土、沙子，偶尔也携带着死亡动物的尸体或骨骼。随着时间的推移，河流将这种物质沉积为一系列巨大的地层。持续的裂谷作用和不断增长的沉积物质量导致盆地底部越来越深地沉降。这种沉积过程持续了近1亿年，直到盆地底部变薄到断裂点，熔岩从地球内部上升以填补新海洋地壳的缝隙。
到那时，大自然为马达加斯加提供了化石保存所需的三个关键要素：死亡的生物、埋葬它们的洞穴（裂谷盆地）以及覆盖它们的物质（沙子和泥土）。但是，还需要特殊条件来确保化石在数百万年后被发现之前不会被破坏。同样，地质环境也被证明是幸运的。随着新分离的非洲和马达加斯加陆地进一步漂移，它们富含沉积物的海岸线很少经历火山爆发或其他可能破坏埋藏化石的事件。化石保存的关键还在于，古代裂谷盆地最终位于该岛的西侧，今天该岛点缀着干燥的森林、草原和沙漠灌木丛。在更潮湿的环境中，这些沉积物会被侵蚀掉，或者会被茂密的植被所掩盖，就像拥抱该岛东海岸的大部分地区的那种植被一样。
最初，马达加斯加仍然附着在其他冈瓦纳大陆陆地上：印度、澳大利亚、南极洲和南美洲。直到大约9000万年前从印度分裂出来，它才成为岛屿。从那时起，该岛获得了其奇异的现代生物群，其中狐猴是最著名的。一个多世纪以来，研究人员一直想知道这些现代生物及其祖先在岛上居住了多久。另一组古生物学家的启发性发现表明，几乎所有主要的现存脊椎动物类群都是在6600万年前中生代末期附近到达马达加斯加的[见第36页的方框]。我们自己的探索重点是马达加斯加历史中更古老的时期——中生代的最初两个时期。
找到宝藏
在鲜为人知的地形中工作的一个乐趣是，如果我们设法找到任何东西，它的科学意义几乎是有保证的。这就是为什么我们在伊萨洛国家公园附近的首批发现如此令人兴奋。在1996年发现喙头龙颌骨碎片的当天晚上，当时的塔那那利佛大学学生莱昂·拉扎菲马纳佐阿发现了另一种有趣的生物，一个六英寸长的头骨。我们立即将这种动物鉴定为一种奇特的食植物动物，既不是哺乳动物也不是爬行动物，叫做犬齿兽[见第35页的插图]。
喙头龙的颌骨和精致的犬齿兽头骨——我们正在进行的美国-马达加斯加项目的第一批重大发现——激励了我们的探险。第一个化石总是最难找到的；现在我们可以进行详细的采集，开始拼凑过去的景象。我们正在挖掘的白色砂岩是由马达加斯加从非洲脱离时流入低地的河流携带的沙子形成的。在这些史前山谷中，喙头龙和犬齿兽（都是四足动物，长度从三到十英尺不等）可能像今天的非洲斑马和角马一样一起放牧。喙头龙的存在，在世界各地同时期的岩石中相对常见，将年代缩小到三叠纪（中生代三个时期中的第一个时期）的某个时间，三叠纪跨越从2.52亿年前到2.01亿年前。并且由于犬齿兽在三叠纪前半期比后半期更加多样化和丰富，我们最初认为这个场景发生在约2.3亿年前。
在1997年的第二次探险中，第三种动物挑战了我们对时间位置的认识。在我们抵达马达加斯加西南部后不久，我们的一位野外助手，一位名叫梅纳的当地居民，向我们展示了他在我们之前地点对面的河边发现的一些骨头。我们被附着在骨头上的细粒红色岩石所震惊——到那时为止我们发现的所有东西都埋在粗糙的白色砂岩中。梅纳带领我们向北约半英里，到达喙头龙和犬齿兽遗址以北的一个深沟底部。几分钟之内，我们发现了产生骨骼的地层，他的不寻常标本就是从那里滚落下来的。丰富的化石集中在三英尺厚的红色泥岩层中，这些泥岩层是在沉积白色沙子的同一条古代河流的洪泛区形成的。挖掘工作产生了大约二十几个标本，起初看起来像是恐龙。我们的团队发现了颌骨、椎骨串、臀部、爪子、带有腕骨的关节前臂和其他各种骨骼元素。当我们更仔细地检查颌骨时，我们意识到我们发现了一种新物种的遗骸，它类似于来自摩洛哥的一种神秘动物，叫做阿赞德龙，当时被认为是原蜥脚类恐龙。（原蜥脚类恐龙通常出现在2.25亿年前到1.9亿年前的岩石中，是长颈蜥脚类恐龙的体型较小的先驱。）
然而，令我们惊讶的是，随着后来从岩石中清理出其他骨骼，以及我们在随后的野外季节中发现了更多骨骼，我们意识到我们正在处理的是一种令人困惑的早期爬行动物谱系，而不是真正的恐龙。这种神秘的动物有牙齿和一些头骨特征，看起来就像典型的原蜥脚类恐龙，但其骨骼的其余部分却比任何已知的恐龙都明显更原始。我们尚未完全分析骨骼和牙齿的意外组合，但这种进化嵌合体——混合了远缘关系的爬行动物类群的特征——使我们开始质疑长期以来被认为是恐龙特征的某些特征是否可能进化得更早。如果是这样，新的马达加斯加化石，马达加斯加阿赞德龙，以及长期以来被认为是恐龙的其他动物，很可能完全是其他东西。
当我们发现阿赞德龙与喙头龙和犬齿兽一起觅食时，我们清楚地意识到，我们发现了一系列已知在其他任何地方都不共存的化石。在非洲、南美洲和世界其他地区，一旦恐龙出现，犬齿兽的丰度和多样性就会大大降低。同样，我们发现的最常见的喙头龙类型伊萨洛喙头龙缺乏高级特征，因此被推断为更古老。更重要的是，马达加斯加化石组合中缺少几种通常与最早的恐龙一起发现的较年轻的爬行动物类群的遗骸，包括重装甲的鳄鱼状植龙和板龙。与我们神秘的爬行动物一起发现的古老动物种类混合，加上缺少较年轻的生物，表明马达加斯加化石沉积物与任何已发现的恐龙一样古老，甚至更古老。
只有一个早期的恐龙遗址——在阿根廷的伊斯奇瓜拉斯托——包含一个已被直接测定年代的岩层；因此，所有其他具有相似化石的早期恐龙遗址都被估计不早于其约2.28亿年的放射性同位素年龄。（可靠的放射性同位素年龄只能从同期火山产生的岩层中获得。马达加斯加沉积物是在附近没有火山的情况下积累的。）根据存在的化石，我们初步得出结论，我们的含化石岩石略早于伊斯奇瓜拉斯托时期。并且由于恐龙进化树的不同主要分支已经出现在伊斯奇瓜拉斯托，因此所有恐龙的共同祖先必然更古老。来自约2.45亿年前的岩石在世界各地已被适度采样，但没有一个产生恐龙。这意味着寻找所有恐龙的共同祖先必须集中在2.4亿年前到2.3亿年前之间相对鲜为人知且不断缩小的中三叠纪岩石区间。
主要是哺乳动物
恐龙自然而然地吸引了相当多的关注，因为它们是中生代最引人注目的陆地动物。不太为人所知的是，哺乳动物和恐龙几乎在同一时间出现在进化舞台上。至少有两个因素解释了哺乳动物仅在恐龙灭绝后才出现的普遍误解：早期的哺乳动物都只有花栗鼠大小或更小，因此它们没有引起大众的想象力。此外，早期哺乳动物的化石记录稀疏。令我们高兴的是，马达加斯加再次填补了化石记录中的两个神秘空白。来自伊萨洛沉积物的犬齿兽犬齿兽揭示了关于哺乳动物近亲的新细节，而来自该岛西北侧的较年轻化石对一个关键的先进哺乳动物类群何时何地开始提出了有争议的问题。
马达加斯加犬齿兽，是该岛上首次发现的，包括有史以来发现的保存最完好的早期犬齿兽代表。（犬齿兽亚目是一个广泛的陆地动物类群，包括哺乳动物及其最近的亲属。）因此，这些骨骼提供了丰富的新解剖学信息。这些犬齿兽的识别特征包括，简化的下颌骨，由单根骨头齿骨主导。一些标本包括头骨和骨骼。了解这些动物的完整形态对于解决从大型冷血、覆盖鳞片、四肢伸展的动物（它们在中生代之前统治着大陆）到今天如此丰富的小型温血、毛茸茸的动物的复杂进化过渡至关重要。
现在地球上居住着许多种哺乳动物，具有许多解剖学变异。但它们都共享一个共同的祖先，其特征是一套独特的特征。为了确定第一批哺乳动物的样子，古生物学家必须检查它们在犬齿兽亚目中最亲近的进化亲属，其中包括犬齿兽和它们更为罕见的近亲，禽颌兽（也称为原颌兽），我们都在马达加斯加西南部发现了它们。犬齿兽几乎可以肯定是食草动物，因为它们宽阔的颊齿是为磨碎食物而设计的——我们和我们的同事通过扫描电子显微镜分析牙齿上的微磨损特征记录了这一证据。相比之下，禽颌兽无疑是食肉动物，牙齿锋利而尖。大多数古生物学家都同意，与食草犬齿兽相比，一些禽颌兽与哺乳动物共享更近期的共同祖先。我们在马达加斯加发现的禽颌兽头骨和骨骼将有助于重建早期犬齿兽和真正的哺乳动物之间的桥梁。
马达加斯加的三叠纪犬齿兽不仅是世界上保存最完好的犬齿兽之一，而且它们还对其他地方鲜为人知的时期进行了采样。我们探险队发现的最年轻的化石也是如此——那些来自西北部地区的化石，那里的沉积物年龄约为1.65亿年。（那个日期属于侏罗纪中期，侏罗纪是中生代的第二个时期。）由于这些沉积物比我们的三叠纪岩石年轻得多，我们允许自己希望我们可能会发现古代哺乳动物的遗骸。当时，南部大陆侏罗纪岩石中没有记录到任何哺乳动物，但这并没有阻碍我们的动力。
再一次，坚持不懈得到了回报。在1996年的野外季节中，我们在听到当地关于蜥脚类恐龙拉帕伦龙的大量化石的报道后，访问了安邦德罗马哈博村。有时，在保存大型动物的地方，也可以找到小型动物的遗骸——尽管不容易找到。我们爬过地貌，眼睛离地面只有几英寸。这种不舒服但经过时间考验的策略发现了一些小型兽脚类恐龙牙齿、鱼鳞和其他骨骼碎片，这些碎片堆积在村庄附近一个小土堆的表面。这些不起眼的化石暗示，更重要的物品可能埋在下面的沉积物中。我们装了大约200磅的沉积物，然后在首都塔那那利佛用蚊帐帽冲洗干净。
在美国的随后几年中，当我们的研究集中在特殊的三叠纪材料上时，对侏罗纪沉积物进行分类的乏味过程开始了。一个敬业的团队——丹尼斯·金齐格、罗斯·奇泽姆和沃伦·瓦尔萨，当时都是芝加哥菲尔德博物馆的志愿者——花了许多个周末在显微镜下筛选浓缩的沉积物，以寻找有价值的骨骼或牙齿碎片。直到1998年，金齐格传来消息，说他们发现了一块微小哺乳动物的部分颌骨，上面仍然有三颗磨牙，我们才再次想起那些沉积物。我们不仅对颌骨的存在感到震惊，而且对其非常先进的颊齿也感到震惊。牙齿的形状记录了哺乳动物Tribosphenida类群的最早出现，该类群包括绝大多数现存哺乳动物。我们以其起源地命名了新物种马哈博安邦德罗。
这一发现将该哺乳动物类群的范围向前推进了2500多万年，并首次展示了侏罗纪后半期南部大陆的哺乳动物进化情况。它表明，这个哺乳动物亚群可能起源于南半球而不是北半球，正如通常认为的那样。该信息无法解决争论，但它确实指出了长期以来根植于历史上偏向北半球的化石记录的假设的不稳定性质[见第32页的方框]。
坚持不懈地计划
尽管我们的团队在马达加斯加回收了广泛的化石，但科学家们才刚刚开始描述南部大陆的中生代历史。从澳大利亚、南极洲、非洲和南美洲已知的陆生中生代脊椎动物物种的数量可能比北半球同期发现的数量小一个数量级。显然，马达加斯加现在是世界上古生物学家的最佳前景之一。
通常，只有在做出这些新的化石发现之后，才能提出关于地球古代生命的最重要的假设。我们团队的探索提供了两个例子：一些长期以来被误认为是早期恐龙的化石实际上属于一个远缘关系的爬行动物谱系，而侏罗纪遗址中微小哺乳动物的存在意味着Tribosphenic哺乳动物可能起源于南半球而不是北半球。加强这些提议（或证明它们是错误的）的最佳方法是走出去，发掘更多的骨骼。这就是为什么我们2003年8月至9月探险队的主要目标与我们前五次探险队的目标相同：尽可能多地找到化石。
我们的议程通常包括深入挖掘已知遗址和调查新区域，将冒险努力与稳妥的赌注结合起来。然而，无论计划多么周密，我们的计划总是会发生最后一刻的更改。2003年，我们最严峻的挑战是疯狂的蓬勃发展城镇的出现。
在我们前三次探险期间，我们从未对覆盖该岛西南部三叠纪岩层露头的砾石给予第二次考虑。我们几乎不知道这些砾石含有蓝宝石。到1999年，成千上万的人在景观中搜寻这些宝石。第二年，我们所有的三叠纪遗址都属于蓝宝石矿权区。现在，古生物学家需要获得矿权持有者和政府的入境许可。除了额外的障碍外，矿工的存在还造成了安全问题。
即使没有这些后勤障碍，也需要无数个生命周期才能仔细调查该岛所有未受破坏的岩石露头。但是现在我们已经看到了马达加斯加的一些宝藏，我们受到启发继续挖掘。