迷失的巨人:猛獁象滅絕辯論中不相關的線索

猛獁象是在人類到來之前、期間之後消失的嗎?

編者注:本文的線上版本於2009年12月14日釋出。

在人類到來之前,美洲是披毛犀、劍齒虎、大地懶和其他巨獸的家園,其大型動物群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是什麼以及何時導致了它們的滅絕。去年秋天宣佈的一系列發現,乍一看似乎是矛盾的,為這場大規模滅絕的謎團增添了新的細節。

一個著名的理論將人類視為滅絕的原因,通常指向克洛維斯人,他們留下了大約13500年前人類進入新大陸的最早的明確跡象。時間與大型動物群的消失相吻合,這表明克洛維斯人獵殺動物至滅絕,或使其感染了致命疾病。另一種假設認為氣候是罪魁禍首:氣候已經經歷了兩次從寒冷到溫暖的轉變,包括長達1300年的被稱為小冰期(Younger Dryas)的寒冷時期;這種突如其來的變化可能使這些生物的適應能力不堪重負。


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為了確定大型動物群消失的時間,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來自印第安納州古代湖泊沉積物中的糞便化石、花粉和木炭。大型食草動物的糞便中含有稱為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大型動物存活。花粉指示植被水平,木炭指示燃燒的火災數量;研究人員在11月20日的《科學》雜誌上表示,植物群和野火的程度與食草動物的存在有關。在沒有大型食草動物的抑制下,闊葉樹種,如黑灰樹、榆樹和鐵木佔據了這片土地;不久之後,木質碎屑的堆積引發了野火的急劇增加。吉爾和她的團隊將這些資料放在一起,得出結論,這些巨型動物在14800至13700年前消失,比克洛維斯人早了1300年。

然而,另一項研究表明,這場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·蘇羅維爾對來自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,所有這些動物似乎都在13800至11400年前同時滅絕,他們在11月23日線上發表在《美國國家科學院院刊》上的文章中詳細介紹了這些發現。

但是,如果從永久凍土層中回收的古代DNA能夠說明任何問題,那麼大型動物群在人類到達新大陸數千年後仍然存活。隨著阿拉斯加中部永久凍土層在春季解凍期間破裂,含有該地區生命DNA的水滲入其中,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——未儲存為骨骼化石的殘餘種群。哥本哈根大學的進化生物學家埃斯克·威勒斯列夫和他的同事查看了線粒體DNA,認為猛獁象至少持續到10500年前(馬也是如此,馬實際上起源於美洲,但在歐洲人重新引入之前就在那裡消失了)。《美國國家科學院院刊》於12月14日線上發表了這些發現。

儘管這三篇論文似乎彼此衝突,但它們可能是大規模滅絕的開始、中期和結束的快照。“如果它們看起來意見不一致,那與三個盲人試圖透過觸控大象的不同部位來描述大象——或猛獁象?——的寓言中的原因相同,”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,他沒有參與任何一項研究。

約翰遜認為,真菌研究是證明衰退何時開始的極好證據,但它不太擅長確認滅絕何時完成,尤其是在稀疏種群可能持續存在的大片地區。另一方面,DNA發現可以檢測到晚期倖存者,他說,“可能非常接近最後個體存活的實際時間,至少在阿拉斯加是這樣。”大約在此期間分析的骨骼表明,滅絕過程同時影響了許多物種。這些化石來自美國本土,當時美國本土與阿拉斯加被巨大的勞倫泰德冰蓋和科迪勒拉冰蓋隔開,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?威勒斯列夫的合作者、紐約市美國自然歷史博物館的羅斯·麥克菲說,陪審團仍在審議中。約翰遜指出,考古學家正在新大陸發現克洛維斯人之前的人類證據,他認為他們過度捕獵了大型動物群。約翰遜補充說,與克洛維斯人相關的製作精美的凹槽矛頭可能反映了在巨獸變得稀有且更難捕獵後發展起來的策略。

吉爾說,即使科學家們無法明確指出兇手,對大型動物群消失的研究“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”,沒有人希望非洲重蹈美洲的覆轍。

查爾斯·Q·崔大眾科學的常駐撰稿人。他的作品也曾發表在紐約時報、科學、自然、連線LiveScience等刊物上。在他的業餘時間,他已經遊歷了所有七大洲。

更多作者:查爾斯·Q·崔
大眾科學雜誌 第302卷 第2期本文最初以“迷失的巨人:猛獁象滅絕辯論中不相關的線索”為標題發表於大眾科學雜誌 第302卷 第2期 ()
doi:10.1038/scientificamerican022010-1GhhhTIcIFlztEPf4CE4RH
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