野外考察:精挑細選微小骨骼

古生物學家冒著野火、寄生蟲和酷熱高溫,尋找古代哺乳動物化石

三輛路虎汽車停了下來,約翰·弗林 (John Flynn) 檢視著手中的裝置。“GPS 正常嗎?”有人問他。弗林得出結論,GPS 正常,車隊繼續緩慢穿過灌木叢,沿著通常是牛車走過的track前進。我們從今天早上七點就開始開車,那時我們離開了馬達加斯首都塔那那利佛。現在,下午蔚藍的天空正在融化成粉紅色和淡紫色,團隊急切地想找到一個合適的營地。一小片茅草小屋出現在眼前,弗林派出一個先遣隊步行前往,詢問當地居民是否可以在該地區露營。當我們到達附近的空地時,當天的最後一絲光線已經消失,我們在黑暗中搭起了帳篷。明天真正的工作就要開始了。

由古生物學家弗林和安德烈·懷斯 (André Wyss) (分別就職於紐約市美國自然歷史博物館和加利福尼亞大學聖巴巴拉分校) 於 2000 年領導的由七名馬達加斯人和六名美國人組成的考察隊,來到了馬達加斯西北部這個偏遠地區,尋找早期哺乳動物的化石。之前在該地區的勘探顯示,這裡有紅色和淺黃色的沉積物,其年代可追溯到侏羅紀時期——哺乳動物首次出現的古老時期 (大約在 2.01 億至 1.45 億年前)。出土的化石中有一塊帶有重大意義的微小頜骨碎片。

傳統觀點認為,現代有胎盤哺乳動物和有袋哺乳動物的祖先出現在侏羅紀末期的北半球,這是根據這些鼩鼱狀生物 (以所謂的具尖牙臼齒為特徵) 的最早遺骸的年代和地點得出的。但弗林和懷斯認為,馬達加斯頜骨屬於一個新的屬和種——Ambondro mahabo,它具有具尖牙臼齒,年代可追溯到大約 1.67 億年前的中侏羅世。因此,他們的化石表明,具尖牙臼齒哺乳動物的出現時間比之前認為的至少早 2500 萬年,而且可能是在南方而不是北方。


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沒有人對 A. mahabo 的年代提出異議,但並非所有人都同意這一發現表明具尖牙臼齒哺乳動物起源於南方。芝加哥大學的化石哺乳動物專家羅哲西 (Zhe-Xi Luo) 和他的幾位同事提出,A. mahabo 和來自澳大利亞的同樣令人驚訝的化石獸類 Ausktribosphenos nyktos 可能代表了具尖牙臼齒哺乳動物的第二條譜系——一條產生了卵生單孔目的譜系。但弗林和懷斯反駁說,這些研究人員用來將南方具尖牙臼齒哺乳動物與單孔目動物聯絡起來的某些特徵可能是原始的相似之處,因此並不能表明它們之間存在特別密切的進化關係。

與古生物學中的許多其他爭論一樣,關於這些哺乳動物類群首次出現的時間和地點的爭議,很大程度上源於發現的古代骨骼實在太少。如果運氣好的話,本季的野外考察將有助於填補化石記錄中的空白。而發現更多 A. mahabo 的標本或以前不為人知的哺乳動物的遺骸,可能會大大加強弗林和懷斯關於現代有胎盤哺乳動物和有袋哺乳動物的祖先起源於南方的觀點。

第二天早上,在簡單地吃了麵包、花生醬和咖啡後,我們又回到了車裡,沿著 GPS 在草原上留下的電子麵包屑軌跡,前往考察隊上次考察結束時發現的一個化石地點。成片的棕櫚樹和帶刺的莫科納齊樹點綴在景觀中,旱季使這裡大部分地區都變得乾涸。當我們到達目的地時,早晨的涼爽宜人已經讓位於相當炎熱的氣溫。“風一停,就熱得像烤爐一樣,”菲爾德博物館 (Field Museum) 的藏品管理員威廉·辛普森 (William Simpson) 說道,他在臉上塗抹防曬霜。的確,中午的氣溫通常超過 90 華氏度 (悶熱)。

弗林指示小組從山坡底部開始向上工作。與此同時,他和懷斯將勘察周邊地區,尋找更多含化石地層的露頭。“如果有什麼有趣的東西,就回來找我,”他喊道。工人們手持錐子,眼睛離地面幾英寸,開始在佈滿礫石的地面上搜尋小骨頭,這些小骨頭是地下儲存著精細哺乳動物化石的線索。他們爬行和滑動著追尋獵物,只有在從被太陽曬熱的瓶子裡喝水時才會停下來。

由於早期哺乳動物的遺骸非常微小 (例如,A. mahabo 的頜骨碎片只有 3.6 毫米長),因此這種搜尋很少能立即獲得滿足感。相反,考察隊收集可能含有此類化石的沉積物,並將這些材料運回美國進行更仔細的檢查。幾個小時內,一塊小小的椎骨和股骨碎片出現了——這是化石獵人已經有所收穫的最初跡象。“這就像一場大型復活節彩蛋尋寶遊戲,”懷斯打趣道。“彩蛋藏得很好,但我們知道它們就在那裡。”

到了第三天,考察隊已經確定了許多有希望的地點,並裝了近一噸沉積物用於篩洗。隊員們前往當地人用作牲畜飲水的水壩攔截的小溪。儘管天氣酷熱,但在水中工作的人員必須穿上厚重的橡膠靴和手套,以防止可能存在於渾濁綠色水池中的寄生蟲。他們在接下來的幾個小時裡,用帶篩網底的籃子和桶來篩洗沉積物。懷斯將篩洗後的濃縮物鋪在一大塊藍色塑膠布上晾乾。菲爾德博物館的志願者最終將在顯微鏡下逐勺尋找這種濃縮物中的化石,但懷斯對已經洗過的遺骸感覺良好。“你實際上可以在混合物中看到骨頭,”他觀察到。相比之下,產生 A. mahabo 的那批物質並沒有提供這樣的肉眼可見的線索。

研究人員因篩洗而感到又熱又累,他們急切地停下來吃午飯。在莫科納齊樹的樹蔭下,他們津津有味地吃著沙丁魚、高達乳酪和墨西哥辣椒三明治,並開玩笑說麵包,這麵包在離開塔那那利佛的麵包店四天後,已經變得相當硬了。懷斯鄭重其事地將一份果凍豆分發到每雙向上伸出的手掌中。有些人把這些零食放進口袋裡留著以後吃,有些人則交換自己喜歡的口味,還有一些人則懊惱地放棄了自己的糖果,因為他們輸掉了早些時候進行的友誼賽。

通常午餐後會稍作休息,但今天大自然卻帶來了意外的驚喜。幾個小時前在遠處燃燒的一場灌木叢火災,現在正從東北方向迅速向我們逼近,並被強勁的風力推動著。火焰舔舐著乾燥如骨的草地的噼啪聲越來越大,灰燼狀的葉子殘骸在我們周圍飄落。我們目瞪口呆地看著,火災過後,牛背鷺聚集在一起,享用烤焦的昆蟲,猛禽在頭頂盤旋,注視著被火焰驚嚇出來的齧齒動物。只有小溪將我們與大火隔開,但弗林和懷斯不願放棄篩洗工作,決定等待火勢過去。馬達加斯經常發生這種火災。通常是農民為了促進新草生長而放火,但有時會失控蔓延,尤其是在西北部的火藥桶地區。事實上,探險家們在本季將面臨其他火災,其中包括一場幾乎吞噬了他們營地的火災。

一個小時後,火焰已經減弱,考察隊返回小溪,迅速完成篩洗工作。曾經長滿茂密乾草的河岸現在顯得光禿禿的,而且被燒焦了。我們擔心風可能會再次刮起來,於是收拾東西,前往考察隊的另一個化石地點,在下午剩餘的時間裡挖掘。

按照已經成為慣例的程式,我們在六點前返回營地。幾個人負責過濾飲用水,其餘的人則幫忙準備晚餐。在享用溫啤酒和共享一盤花生米的“雞尾酒時間”裡,弗林和懷斯記錄當天的事件,並編目他們收集到的任何有趣的標本。其他人則藉助頭燈的光亮寫野外筆記和家信。到九點,人們吃飽喝足,洗完餐具,就回到自己的帳篷裡休息了。營地一片寂靜,又一天努力揭開過去的工作結束了。——K.W.

凱特·王 (Kate Wong) 是一位屢獲殊榮的科學作家,也是《大眾科學》的高階編輯,專注於進化、生態學、人類學、考古學、古生物學和動物行為學。她對人類起源非常著迷,她已經報道了 25 年以上。最近她開始痴迷於鳥類。她的報道曾帶她去過尼安德特人曾經居住過的法國和克羅埃西亞的洞穴,去過肯亞圖爾卡納湖的岸邊尋找世界上最古老的石器,去過馬達加斯島進行挖掘古代哺乳動物和恐龍的探險,去過南極洲冰冷的海域,那裡有座頭鯨以磷蝦為食,還參加了在康涅狄格州舉行的 “Big Day” 比賽,在 24 小時內儘可能多地找到鳥類物種。凱特是《露西的遺產:人類起源的探索》的合著者 (與唐納德·約翰遜 (Donald Johanson) 合著)。她擁有密歇根大學生物人類學和動物學理學學士學位。在 X (以前的 Twitter) 上關注王:@katewong

更多作者:凱特·王 (Kate Wong)
SA 特刊第 23 卷第 2s 期本文最初以 “野外考察:精挑細選微小骨骼” 為標題發表在 SA 特刊 第 23 卷第 2s 期 (),第 32 頁
doi:10.1038/scientificamericandinosaurs0514-32
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