加州迷你猛犸象的形成

一项幸运的发现改变了海峡群岛哺乳动物如何变得如此之小的故事

Mammoth

Mammuthus exilis 的复原图。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


8万多年前,在南加州的某个海滩上,一头猛犸象在沙滩上游荡。这头巨兽并没有在水边停下来。一步一步,它的象鼻高高举起,这头高耸的象科动物走进了海浪中,直到它的脚不再触及海底。一下,两下,三下,踢水,这头大象不停地划水,它巨大头骨中充满空气的鼻窦帮助它将头部保持在水面附近,并且向离海岸线越来越远的地方移动。它前面还有很长的路要游。在远处,从西面12英里的水面上,升起了一小片岛屿。那就是猛犸象出现在它的新岛屿家园的地方。

我们知道这样的事情一定发生过,而且很可能不止一次。证据不是来自游泳轨迹。那些会很好,但尚未发现(如果它们一开始就被保存下来的话)。线索在骨骼中。在加利福尼亚海峡群岛的冰河时代遗留下来的沉积物中,古生物学家发现了猛犸象的遗骸,这些猛犸象只能归功于一些从大陆远道而来的勇敢的厚皮动物。

冒险冲浪的是哥伦比亚猛犸象——一种仅在北美发现的物种,分布于北美大陆的大部分地区,并且据推测比其著名的长毛亲戚的毛发要少一些。不过,这些猛犸象不仅仅是海峡群岛的访客。它们留了下来,并且由于一种名为岛屿侏儒化的现象,它们的种群最终进化成了一个较小的物种——矮猛犸象Mammuthus exilis。这些小型猛犸象肩高只有大约五英尺半,不到它们祖先身高的一半。


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游泳是猛犸象到达的唯一途径。大陆和海峡群岛之间没有陆桥供它们穿过。这就是为什么在海岸线上没有发现加利福尼亚冰河时代的其它动物——例如树懒和剑齿虎。只有擅长水生的物种才能做到这一点,而且,如果以当今亚洲象的技能作为参考,哥伦比亚猛犸象很可能都是游泳健将。它们也从冰雪中获得了一些帮助。当世界上的冰川蔓延到陆地上时,吸取了大量的水以扩大其范围,加利福尼亚海岸的水平面下降,大大缩短了通往海峡群岛的距离。在这些时候,当冰河时代全面爆发时,猛犸象可以游泳到岛屿上。

人们认为哥伦比亚猛犸象是在末次盛冰期,大约26,000年前左右进行的这次旅行。海峡群岛上的大多数猛犸象遗骸都出现在22,000到12,000年前的窗口期内。但是现在有一个更早的日期了。由于在海峡群岛海滩上发现的象牙,美国地质调查局研究员丹尼尔·穆斯和他的同事们现在将该岛上已知的最古老猛犸象的年代推回了几万年。

目前尚不清楚象牙属于哪个物种。它足够小,可能是矮猛犸象或幼年哥伦比亚猛犸象。但是,从象牙下方地层的史前珊瑚中得出的日期表明,这头猛犸象大约在8万年前死亡。

据穆斯及其合著者报告,这种新发现的猛犸象可能不是第一个在群岛上踩踏的。当时这头猛犸象居住在海峡群岛上,世界正处于间冰期。当地的海平面很高,而且,即使猛犸象是游泳健将,但距离可能太远,无法越过。因此,古生物学家推测,猛犸象一定是在更早的时候到达的,那时冰川形成了较浅的海。

海平面下降使猛犸象可以越过圣巴巴拉海峡。资料来源:Muhs et al. 2015

猛犸象可以越过海峡的两个较早时期分别是15万年前和25万年前。如果运气好,早期到达者的骨头将有助于完善日期,并有助于填补猛犸象故事中的这个新空白。矮猛犸象可能是比想象中更早地从它们的哥伦比亚祖先进化而来的。此外,可能还存在多波猛犸象栖息,随着海洋的上升和下降而繁荣和衰落。但这不仅仅是进化的故事。这也是一个关于灭绝的故事。

没有人知道是什么消灭了加州的迷你猛犸象。传统的更新世罪魁祸首已被提及,但两者都有问题。

虽然人类的捕猎经常被认为是灭绝的诱因,尤其是在岛屿上,但在时间上,海峡群岛猛犸象和人类之间的重叠相对较少。更不用说还没有人发现确凿的狩猎或屠宰证据。过度捕杀导致的灭绝不能被认为是默认的解释。

快速的生态变化是另一个流行的选择。海平面上升可能会对猛犸象种群造成挤压,植被的变化可能会限制这些野兽的食物供应。但是,如果猛犸象在8万多年前到达这些岛屿,并从那时起维持着稳定的种群,那么穆斯和他的同事认为,它们以前会经历海平面、气候和植被的更极端变化。如果它们在过去的变化中幸存下来,那为什么在上次冰河时代末期没有幸存下来呢?

这两种解释并不是相互排斥的。也许环境变化和人类都起到了作用。我们经常将一个物种最后成员死亡的原因与单一的灭绝诱因混淆。真相可能是多种原因导致种群易受特定压力的影响,而这种压力最终消除了任何恢复的希望。灭绝是一个过程,而不是一个单一事件。然而,这个过程如何在加州失去的猛犸象中上演,仍然是一个紧紧握在象牙和骨头中的秘密。

参考文献

Muhs, D., Simmons, K., Groves, L., McGeehin, J., Schumann, R., Agenbroad, L. 2015. 晚第四纪海平面历史和猛犸象(Mammuthus exilisMammuthus columbi)的古老性,美国加利福尼亚州海峡群岛国家公园第四纪研究. 83: 502-521。doi: 10.1016/j.yqres.2015.03.001

[这篇文章最初发表在《国家地理》上。]

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