在人類到來之前,美洲是長毛猛獁象、劍齒虎、巨型地懶和其他龐然大物的家園,其巨型動物陣容比今天的非洲還要令人印象深刻。研究人員提出了幾種理論來解釋它們的滅絕原因和發生時間。在過去四周內公佈的一系列發現,乍一看似乎相互矛盾,為這一大規模滅絕之謎增添了新的細節。
一個突出的理論認為人類是導致滅絕的原因,通常指向克洛維斯人,他們在大約13,500年前留下了人類進入新大陸的最早明確跡象。這個時間與巨型動物的消失相吻合,表明克洛維斯人將這些動物獵殺至滅絕或使其感染致命疾病。另一種假設認為氣候是罪魁禍首:氣候經歷了兩次從寒冷到溫暖的轉變,包括一段長達1300年的被稱為新仙女木期的寒冷時期;這種突變可能使這些生物的適應能力不堪重負。
為了確定巨型動物消失的時間,威斯康星大學麥迪遜分校的古生態學家傑奎琳·吉爾和她的同事分析了印第安納州古代湖泊沉積物中的化石糞便、花粉和木炭。大型食草動物的糞便中含有一種名為Sporomiella的真菌,其在糞便中的含量可以估計在不同歷史時期有多少猛獁象和其他巨型動物存活。花粉指示植被水平,木炭標誌著燃燒了多少火災;植物群和野火的程度與食草動物的存在有關,研究人員在11月20日的科學雜誌上說。由於沒有大型食草動物來控制它們,黑梣、榆樹和鐵木等闊葉樹種佔據了地貌;不久之後,木質碎屑的堆積引發了野火的急劇增加。將這些資料綜合起來,吉爾和她的團隊得出結論,這些巨型動物在14800至13700年前消失了——早於克洛維斯人1300年。
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然而,另一項研究表明,這種大規模滅絕發生在克洛維斯時期。喬治華盛頓大學的動物考古學家J.泰勒·費斯和懷俄明大學的考古學家託德·蘇羅韋爾對來自31個不同屬(物種群)的史前北美哺乳動物骨骼進行了碳年代測定。他們發現,所有這些似乎都在13800至11400年前同時走向滅絕,他們在11月23日在《美國國家科學院院刊》上線上詳細介紹了他們的發現。
但如果從永久凍土中提取的古代 DNA 能夠說明問題的話,巨型動物在人類到達新大陸後的數千年裡仍然存活。當阿拉斯加中部的永久凍土在春季解凍期間破裂時,從該地區生命體中提取的含有 DNA 的水會滲入,然後在冬季再次凍結。因此,這些基因可以作為“幽靈範圍”的標記——未儲存為化石骨骼的殘餘種群。
透過觀察線粒體 DNA,哥本哈根大學的進化生物學家埃斯克·維勒斯列夫和他的同事認為,猛獁象至少存活到 10,500 年前(馬也是如此,它們實際上起源於美洲,後來在那裡消失,直到歐洲人重新引入它們)。《美國國家科學院院刊》於 12 月 14 日線上發表了這些發現。
雖然這三篇論文看起來彼此衝突,但它們可能是大規模滅絕的開始、中間和結束的快照。“如果它們似乎意見不一致,那是因為它們與那個關於三個盲人試圖透過觸控大象的不同部位來描述大象——或者猛獁象?——的寓言的原因相同,”澳大利亞詹姆斯庫克大學的生態學家克里斯托弗·約翰遜說,他沒有參加任何一項研究。
約翰遜認為,真菌研究是表明衰退何時開始的極好證據,但它不能很好地證實滅絕何時完成,尤其是在稀疏種群可能持續存在的大片地區。另一方面,DNA 發現可以檢測到後期的倖存者,他說,“也許非常接近最後的個體存活的實際時間,至少在阿拉斯加。”從大致介於兩者之間的時期分析的骨骼表明,滅絕過程同時影響了許多物種。那些化石來自美國本土,當時美國本土被巨大的勞倫太德和科迪勒拉冰原與阿拉斯加隔開,因此,費斯指出,這可以解釋為什麼那裡的滅絕模式有所不同。
那麼是什麼導致了衰退呢?紐約市美國自然歷史博物館的威勒斯列夫的合作者羅斯·麥克菲說,陪審團仍然在考慮中。約翰遜指出,考古學家正在發現克洛維斯之前人類在新大陸的證據,他認為他們過度捕獵了巨型動物。約翰遜補充說,與克洛維斯相關的精美帶槽矛尖可能反映了當巨獸變得稀有且難以狩獵時發展出的策略。
吉爾說,即使科學家們不能明確指出兇手,對巨型動物消失的研究“與今天直接相關,因為我們正處於大規模滅絕之中,而且我們知道原因——我們自己。”她指出,“大型動物是當今最受威脅的動物之一”,沒有人希望非洲步美洲的後塵。