人类在两百万年前的崛起注定大型食肉动物的命运

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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,不一定反映《大众科学》的观点


在过去几百年里,智人对环境的影响如此深刻,以至于一些科学家将地球历史的这一章节称为人类世。但是,人类可能早在很久以前就开始对生态环境造成严重破坏。一项新理论表明,大约在两百万年前,我们祖先的技术和饮食发生转变,导致东非一些大型食肉动物物种衰落,这可能引发了生态系统破坏的连锁反应。

今天的东非有六种体重超过 21.5 公斤的食肉动物,因此被认为是大型动物:狮子、豹子、猎豹、斑鬣狗、条纹鬣狗和非洲野犬。(这里使用的“食肉动物”一词特指哺乳动物食肉目成员,其现存成员包括从素食熊猫到几乎完全食肉的狮子等动物。)这六种动物都是高度食肉的,饮食中肉类占比超过 70%。但曾经有多达 18 种大型食肉动物物种占据了更广泛的饮食生态位,共同生活在东非,包括杂食性熊和麝猫、专门捕食大型猎物的剑齿虎以及比现代水獭更陆生的熊型水獭。斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的 Lars Werdelin 查看了过去 350 万年间 78 种东非食肉动物物种的化石记录,发现大约在两百万年前,大型动物物种的多样性开始急剧下降。4 月 19 日,在哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站主办的关于人类进化和气候变化的研讨会上,他概述了他对这种衰落的解释。

Werdelin 推断,如果气候变化(或与气候相关的环境变化)是罪魁祸首,那么较小的食肉动物也应该受到打击,因为它们通常比大型食肉动物对这种变化更敏感。但是,对较小食肉动物化石记录的检查表明,并没有出现这种衰落。同样,化石记录中的损失模式与现代食肉动物正在经历的与气候变化相关的损失模式截然不同。基于这两条证据,他认为,大约在两百万年前开始的大型食肉动物的明显衰退是“与气候无关的巨大差异”。


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Werdelin 认为,如果大型食肉动物的衰落不是气候变化或与气候相关的环境变化直接造成的,那么早期人族(包括人类及其已灭绝亲属的群体成员)可能是罪魁祸首。他承认,他默认地指责人族,但时间上的巧合令人震惊:这与我们自己属——人属——的早期成员向更多地依赖石器和杂食性饮食的转变同时发生,他们的饮食中肉类含量明显高于他们的祖先。不过,这些人族不太可能直接杀死大型食肉动物。相反,Werdelin 说,他们在食腐期间将食肉动物从猎物尸体旁赶走。

化石记录中显而易见的大型食肉动物衰落的细节支持了 Werdelin 的理论:灭绝的物种正是那些与人族直接竞争或对人族构成威胁的物种——即饮食与人族相似的杂食动物和猎物范围狭窄的高度食肉动物。人族之所以成为大型食肉动物的强大竞争对手,不仅因为他们配备了石器,还因为作为饮食通才,与许多大型食肉动物相比,他们在食物匮乏时期可以获得更多种类的低能量食物作为后备。

顶级掠食者的消失会改变生态系统,这已是众所周知的事实。在最简单的情况下,掠食者的消失使得其猎物物种的数量得以扩张,从而改变了这些猎物物种所吃的植物。生物学家将这种多米诺骨牌式的连锁事件称为营养级联。20 世纪 90 年代中期,在狼被消灭近一个世纪后,黄石国家公园重新引入狼,这为了解顶级掠食者的深远影响提供了一个引人注目的例子:不仅当地的麋鹿数量缩小到更易于管理的规模,而且白杨树和三角叶杨树也开始恢复,柳树也是如此,这又带回了海狸,海狸的水坝创造了池塘。然而,东非生态系统在两百万年前受到大型食肉动物消失的影响的方式仍有待确定。

Werdelin 的报告给研讨会上的其他科学家留下了深刻印象。乔治华盛顿大学的 René Bobe 是研究这一时期东非哺乳动物生态学的专家,他评论说,Werdelin 描述的食肉动物灭绝模式“非常明显,似乎不是由样本量驱动的,而是由真正的多样性变化驱动的”。但他认为,衰落的原因尚不确定,并指出“与人属的出现只有非常广泛的关联”。将责任归咎于人属进化中的特定事件是很棘手的,因为时间上不太吻合。Bobe 解释说:“如果人和最早的石器可以追溯到大约 250 万至 260 万年前,那么食肉动物的衰落大约在 50 万年后才出现。”“如果直立人/匠人(大约在 190 万年前起源的物种)是罪魁祸首,那么食肉动物的衰落开始得太早了。”他观察到,人属很可能发挥了作用,但“原因需要得到充分的证明”。

更多的化石数据可能会带来澄清。在这项研究中,Werdelin 使用了 50 万年的时间切片。“随着我们获得更高的分辨率,我们有望捕捉到更多细节,”他说。与此同时,如果他对大型食肉动物的衰落的看法是正确的,那么他的理论对古生物学家应该在化石记录中看到的特定大小类别的猎物哺乳动物的相对丰度和稀缺性做出了一些可检验的预测。

然而,即使人类对这些动物的灭绝负有责任,我们仍然可以归咎于气候变化。三百万年前到两百万年前之间的变化条件助长了非洲草原的蔓延,迫使我们最早的祖先离开树木,走向开阔的稀树草原,这就是他们最终与大型食肉动物对抗的原因。

 

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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