知否|為啥劍齒虎等遠古食肉動物滅絕了 土狼卻倖存?
2020-12-01 網易科技（原標題：Fossilized teeth of Ice Age predators yield clues to why certain species survived）
作者 | 辰辰
出品 | 網易科技《知否》欄目組（公眾號：tech_163）
洛杉磯拉布裡瀝青池是一個關於冰河時代的博物館。很多遊客習慣於看到劍齒虎在開闊田野裡撲倒馬或野牛的場景。但根據古生物學家的最新研究，這種場景在冰河時期實屬罕見。實際上，劍齒虎更喜歡在森林的掩護下捕獵，而巨狼更喜歡在開闊的環境中追蹤獵物。古生物學家的最新發現還可能會提供一些有價值的線索，解釋為什麼諸如劍齒虎等遠古食肉動物滅絕了，而土狼為什麼倖存了下來。
所謂更新世(Pleistocene Epoch)可以追溯到距今250萬年前到大約1萬年前，這段時期包括氣候的劇烈變化和人類向生態系統的進化。拉布裡瀝青池是有關已滅絕更新世古代物種遺蹟的最佳寶庫之一。在數萬年的時間裡，動物們會陷進焦油，慢慢陷入坑裡，最後死於窒息。隨著時間的推移，動物的遺骸變成化石，骨頭被困在更堅硬的物質中。瀝青池中食肉動物的標本比食草動物多得多，這可能是因為當掠食動物追捕草食動物陷入瀝青後，很多食肉動物也隨之被吸引到坑裡。
拉布裡瀝青池在1769年被發現。直至今日，科學家們都在不斷從中發掘出各種化石遺蹟。
2009年開始，範德比爾特大學(Vanderbilt University)古生物學家拉裡薩·德桑提斯(Larisa DeSantis)開始研究動物化石。起初她和同事們研究現代動物牙齒上的微磨損，以確定磨損情況是否揭示出這些動物的飲食習慣。例如獵豹會避開骨頭，而土狼則會吃掉骨頭。獅子的行為介於兩者之間。牙齒磨損模式與觀察到的進食行為相符。
此前有研究將假設更新世存在「艱難時期」。這一假設表明，拉布裡瀝青池中保存的很多食肉動物之所以現在已經滅絕，是因為氣候變化導致食物匱乏，從而使得競爭加劇。因為研究發現美洲擬獅化石的犬齒斷裂，研究人員推測美洲擬獅在咀嚼動物屍體的骨頭時硌斷了牙齒。但德桑提斯他們對獅子和其他更新世物種的牙齒進行了分析，並沒有發現同樣的現象。
他們也用同樣的方法研究了從拉布裡瀝青池挖掘出來的化石。德桑提斯和同事在顯微鏡下對古代美洲獅和其他更新世物種的牙齒磨損情況進行了研究：「我們發現美洲擬獅的進食行為更像獵豹，劍齒虎更像獅子，卻都不像鬣狗。沒有一隻動物在拼命咀嚼屍體。」隨後的研究觀察了更新世美洲獅的牙齒，以尋找它們飲食習慣的跡象，這些跡象確實顯示出像鬣狗一樣覓食的跡象，這可能是美洲獅存活至今的原因之一。
現在研究人員對更多動物化石的牙齒進行研究，目的是更好地了解食肉動物和食草動物在更新世是如何共存的。德桑提斯和同事們對牙齒分析樣本中所含的同位素特別感興趣，因為這些同位素包含了動物飲食所需的所有信息。「你吃什麼就是什麼，」她說。「你吃的每樣東西都包含在組織中——捕食者的頭髮、牙釉質、指甲等等——但它在不同的部位所含的同位素比例不同。」
先前對拉布裡瀝青池動物指甲化石中同位素進行的研究表明，這些食肉動物的進食偏好有很多重疊之處，這為「艱難時期」假說提供了更多支持。但是德桑提斯等人發現牙齒中的同位素並不是如此。像劍齒虎、獅子和美洲獅這樣的貓科動物習慣在森林裡狩獵，而像狼這樣的犬科動物則在開闊的田野裡捕食野牛和馬。目前尚不清楚骨頭和牙齒中的同位素為何會不同，但德桑蒂斯說，這可能與後者的牙釉質有關。她說:「牙釉質是高度無機的，所以(在瀝青池中)沉積後，牙釉質不易發生變化。」這使得牙釉質成為保存同位素的黃金標準。
那麼，這些數據能否告訴我們更新世末期有那麼多物種滅絕的原因呢?德桑蒂斯說:「我們不能確切地說物種滅絕的原因是什麼，但我們能說物種滅絕的後果是什麼。」比如美洲獅等倖存下來的物種是那些捕食行為最能適應環境的物種，其從捕獵越來越罕見的大型獵物轉變為捕食較小的哺乳動物。而劍齒虎根本無法適應這一點。德桑蒂斯說:「我經常開玩笑說，我想看到劍齒虎咬下一隻兔子。」「它們並不善於捕食小動物，僅僅捕食大型獵物可能對它們不利。」
德桑蒂斯目前正在參與一項規模更大的研究，希望進一步闡明氣候急劇變化和人類到來對物種滅絕各自的影響。德桑提斯說:「瀝青池的好處是將動物遺骸保存得很好。」「拉布裡的缺點是所有骨頭都堆在一起。不像大多數化石遺址，瀝青池裡的所有東西混在了一起。」
即將進行的研究將使用放射性碳年代測定法對來自不同坑中不同物種的約400塊骨頭進行年代測定。然後，研究人員可以確定動物生活的精確時間周期，然後與相應的氣候記錄相互參照。德桑提斯說:「我們將能夠更精確地追蹤這些動物所處的生態環境，隨著時間的推移，隨著氣候的變化，隨著人類到達這片土地，我們將能夠更好地了解滅絕的原因，至少在拉布裡地區是這樣。」
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