古脊椎所等在化石長頸鹿類食性研究中取得進展

2020-11-23 中國科學院

  中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的侯素寬博士與美國紐約理工學院醫學院、美國自然歷史博物館的研究團隊合作,採用兩種牙齒中磨痕方法,對中國北方和希臘的長頸鹿類化石進行了綜合的食性分析和對比,以侯素寬為通訊作者的相關研究成果近期發表在國際刊物《古地理、古氣候、古生態》(2016,Vol.449: 194-204)上。 

  食草動物的食性可以直觀地反映動物生活期間的古植被情況,進而用於推測動物生存時代的古環境。不同類型的食性分析方法可以反映不同時間尺度上的食性變化。其中,肉眼可見的中磨痕(mesowear)可以反映個體在一段時間內(幾十天)到一年左右的飲食偏好,因其具有操作的便利性、經濟性和預測的準確性,成為近年來廣為應用的食性分析方法。傳統的中磨痕方法以有蹄類第二個臼齒的頰側齒尖為研究對象,根據齒尖高度及磨耗狀態劃分出不同的磨耗類型,進而推測有蹄類的食性。新的牙齒中磨痕方法則適應於牙齒釉質磨耗後呈帶狀的類型,研究區域位於臼齒咬合面頰側的第二個釉質帶上,根據不同的磨耗形態劃分為四個類型,分別代表典型的食嫩葉的類型(browser)、混合類型(mixed-browsermixed-grazer)以及典型的食草類型(grazer)。 

  現生長頸鹿科只有長頸鹿和霍加狓兩個屬,二者均以嫩葉為食,霍加狓的食物中可能還包括一部分水果的成分。而晚中新世的長頸鹿科化石則發現了超過15個種,食性具有很大的變異範圍。為了檢驗化石類型的食性,研究團隊以8個食性確定的現生反芻類屬種統計數據為基礎,對190件化石長頸鹿類標本進行了牙齒中磨痕數據採集,運用判別函數分析方法分析了新舊兩種中磨痕方法的四個變量,進而對化石長頸鹿類的食性進行了推測和對比。 

  研究結果顯示,希臘(Pikermi地點和Samos地點)的長頸鹿類化石含大量的食草類型,而中國(中國北方和臨夏盆地)的長頸鹿類化石則包含更多的混合食性類型。這表明在晚中新世,受地中海氣候影響的希臘可能較受東亞季風影響的中國的氣候更加溼潤。 

  此項研究得到中國國家自然科學青年基金項目和Nikos Solounias個人資助。 

  

  1 化石長頸鹿牙齒中磨痕變量類型統計圖; A,Samos地點;B,Pikermi地點;C,臨夏盆地;D,中國北方(侯素寬供圖) 

2 化石長頸鹿食性類型分布圖(侯素寬供圖)

3 化石和現生長頸鹿類的食性(復原圖由陳瑜繪製) 

  中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的侯素寬博士與美國紐約理工學院醫學院、美國自然歷史博物館的研究團隊合作,採用兩種牙齒中磨痕方法,對中國北方和希臘的長頸鹿類化石進行了綜合的食性分析和對比,以侯素寬為通訊作者的相關研究成果近期發表在國際刊物《古地理、古氣候、古生態》(2016,Vol.449: 194-204)上。 
  食草動物的食性可以直觀地反映動物生活期間的古植被情況,進而用於推測動物生存時代的古環境。不同類型的食性分析方法可以反映不同時間尺度上的食性變化。其中,肉眼可見的中磨痕(mesowear)可以反映個體在一段時間內(幾十天)到一年左右的飲食偏好,因其具有操作的便利性、經濟性和預測的準確性,成為近年來廣為應用的食性分析方法。傳統的中磨痕方法以有蹄類第二個臼齒的頰側齒尖為研究對象,根據齒尖高度及磨耗狀態劃分出不同的磨耗類型,進而推測有蹄類的食性。新的牙齒中磨痕方法則適應於牙齒釉質磨耗後呈帶狀的類型,研究區域位於臼齒咬合面頰側的第二個釉質帶上,根據不同的磨耗形態劃分為四個類型,分別代表典型的食嫩葉的類型(browser)、混合類型(mixed-browser和mixed-grazer)以及典型的食草類型(grazer)。 
  現生長頸鹿科只有長頸鹿和霍加狓兩個屬,二者均以嫩葉為食,霍加狓的食物中可能還包括一部分水果的成分。而晚中新世的長頸鹿科化石則發現了超過15個種,食性具有很大的變異範圍。為了檢驗化石類型的食性,研究團隊以8個食性確定的現生反芻類屬種統計數據為基礎,對190件化石長頸鹿類標本進行了牙齒中磨痕數據採集,運用判別函數分析方法分析了新舊兩種中磨痕方法的四個變量,進而對化石長頸鹿類的食性進行了推測和對比。 
  研究結果顯示,希臘(Pikermi地點和Samos地點)的長頸鹿類化石含大量的食草類型,而中國(中國北方和臨夏盆地)的長頸鹿類化石則包含更多的混合食性類型。這表明在晚中新世,受地中海氣候影響的希臘可能較受東亞季風影響的中國的氣候更加溼潤。 
  此項研究得到中國國家自然科學青年基金項目和Nikos Solounias個人資助。 
  
  圖1 化石長頸鹿牙齒中磨痕變量類型統計圖; A,Samos地點;B,Pikermi地點;C,臨夏盆地;D,中國北方(侯素寬供圖) 

圖2 化石長頸鹿食性類型分布圖(侯素寬供圖)

圖3 化石和現生長頸鹿類的食性(復原圖由陳瑜繪製) 

相關焦點

  • 古脊椎所等在華南更新世化石長鼻類的食性研究中取得進展
    古脊椎所等在華南更新世化石長鼻類的食性研究中取得進展 2016-07-28 古脊椎動物與古人類研究所   象類化石由於演化速率快、時空分布廣以及富含環境指標等特點已成為晚新生代陸相古生態環境重建的重要指示性化石。自2004年以來,由中科院古脊椎所研究員金昌柱帶領的科研團隊在廣西崇左及周邊地區的第四紀洞穴與裂隙堆積中陸續發現了代表更新世不同時期、繼承與連續性良好的哺乳動物群十餘個。
  • 小盜龍食性研究取得新進展
    小盜龍食性研究取得新進展 2019-07-15 古脊椎動物與古人類研究所 【字體:>」則命名自中國古動物館館長、中科院古脊椎所研究員王原,旨在向他多年來在古兩棲爬行動物研究和古生物學科普工作中所做出的傑出貢獻表達敬意。
  • 古脊椎所在羊亞科起源研究中取得進展
    古脊椎所在羊亞科起源研究中取得進展 2019-01-23 古脊椎動物與古人類研究所 【字體:一項基於分子生物學的研究推測現代羊亞科可能起源於晚中新世早期存在於地中海與東歐之間的大群島之中,然而,該假設並沒有直接的化石證據加以支持。
  • 古脊椎所等研究古老型智人向早期現代人演化過渡取得進展
    中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員劉武領導的課題組與國外學者合作在尋找古老型智人向早期現代人演化過渡的化石證據方面取得進展。課題組對貴州盤縣大洞中更新世晚期人類牙齒化石的研究發現一些可能與早期現代人出現有關的形態特徵,提示東亞大陸某些中更新世晚期人類可能已經呈現向早期現代人演化過渡的趨勢。
  • 科學家最新研究:與恐龍食性差異或助鳥類躲過大滅絕
    在這一食物鏈崩潰引發的大滅絕事件中,恐龍的後代鳥類為何得以倖存?這一學界長期關注的古生物演化謎團,近日被中國科學家的最新研究成果破解——與恐龍的食性差異,可能是鳥類躲過大滅絕而倖存至今的關鍵。李志恆/供圖 攝  記者25日從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)獲悉,該所李志恆團隊與臺灣同步輻射研究中心等多家合作單位,共同對與鳥類親緣關係最接近的非鳥類恐龍至古鳥類的牙齒演化特徵進行探討,研究成果揭示,鳥類與恐龍之間食性的差異很可能是其能夠躲過6500萬年前災變的關鍵。
  • 古脊椎所科研成果入選「2019年度中國古生物學十大進展」
    中國古生物學會近日評選發布了「2019年度中國古生物學十大進展」,由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國科學院南京地質古生物研究所、中國科學院西雙版納熱帶植物園、北京大學、西北大學、中國地質大學(武漢)等科研團隊完成的十項成果入選,反映了我國古生物學者在各個分支領域所取得的具有國際影響力的高水平創新研究成果。
  • 新進展!周口店「北京人」遺址發現洞熊化石
    周口店「北京猿人」遺址洞熊化石研究獲進展。近日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士生江左其杲,其導師劉金毅、標本館陳津和捷克科學院/捷克國家博物館Jan Wanger,以及周口店博物館董翠平、隗建華和寧娟合作,對館藏於古脊椎所和周口店博物館的大型熊類化石做了系統回顧,並識別出其中幾件標本毫無疑問屬於洞熊類,相關研究發表在科學期刊《Quaternary Science Reviews》上。
  • 古脊椎所等在東亞更新世斑鬣狗化石的古蛋白研究中取得進展
    近日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士饒慧芸、研究員劉金毅和副研究員張馳,與中國科學院大學教授楊益民、哥本哈根大學教授Westbury以及南京師範大學副教授邵慶豐合作,報導東亞更新世斑鬣狗化石的古蛋白序列,並通過系統發育分析,探討東亞斑鬣狗化石的分類及其與非洲現生種間可能的基因交流。
  • 古脊椎所發現新鴨嘴龍類恐龍
    近十年來,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員汪筱林團隊與山東萊陽市政府合作進行野外科學考察,在萊陽南郊的呂格莊鎮金崗口村附近的1、2號地點上白堊統王氏群地層進行了大規模發掘,目前在2號地點已發現5層連續分布的恐龍等脊椎動物化石富集層,搶救性採集了大量以恐龍為主的脊椎動物化石,取得了系列研究進展,如新材料的發現和對青島龍頭飾的再研究等。
  • 華北寒武紀奇蝦類研究取得進展
    奇蝦類是寒武紀(5.41-4.85億年前)引人注目的動物類群,這類原始節肢動物體型巨大,身體構型獨特,具有良好的視力和高超的捕食能力。作為顯生宙海洋生態系統中最早出現的頂級捕食者,奇蝦在「寒武紀大爆發」的相關研究中一直佔據著重要地位。
  • 古脊椎所徐星研究命名的「華麗羽王龍」化石模型成美國恐龍展...
    據了解,3月21日將在紐約美國自然歷史博物館開幕的「我們身邊的恐龍」特展,通過恐龍化石、模型、視頻等多種表現形式,向參觀者介紹「鳥類起源於恐龍」這一新的考古學界共識。古脊椎所徐星研究命名的「華麗羽王龍」化石模型成美國恐龍展「明星」展品。
  • 古脊椎所在二齒獸類研究方面取得進展
    中國二疊紀四足類的研究由來已久,在新疆人們發現過大量二齒獸類(Dicynodontia)化石,而很長一段時間,在華北廣泛出露的二疊系地層中未發現二齒獸類,只有幾件鋸齒龍類(Pareiasauria)化石。1989年在內蒙古大青山腦包溝組報導發現了邊緣大青山獸,打破了這一沉寂,但是在出露更為廣闊的孫家溝組卻依然沒有發現。
  • 古脊椎所關於臨夏盆地鏟齒象研究獲新進展
    鏟齒象是一類絕滅的長鼻類,生存於早中新世至中中新世的歐亞大陸,並有證據證明在晚中新世時到達美洲。這類奇異的動物最早於1927年由Borissiak報導,發現於高加索庫班地區的中中新世早期地層。 近二十年來,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與和政古動物化石博物館在甘肅省臨夏盆地中中新世地層中發現了大量的鏟齒象類材料。化石數量之多,保存之完整,已經遠遠超過了通古爾地區。
  • 中外科學家對二疊紀-三疊紀之交遺蹟化石研究取得進展
    不同環境相遺蹟化石分異度分布趨勢。南古所 供圖科研人員介紹,遺蹟化石不僅保存了鈣質殼生物的行為學、生態學信息,其更多地保存了軟軀體生物的行為學信息。除特殊埋藏條件下,軟軀體生物很少在地層中留下化石記錄。
  • 中外科學家對二疊紀-三疊紀之交遺蹟化石研究取得進展
    南古所 供圖中新網南京7月23日電 (楊顏慈)據中國科學院南京地質古生物研究所23日消息,該所與澳大利亞、加拿大等地的科研機構人員通過合作,將研究聚焦於二疊紀-三疊紀之交的遺蹟學記錄,系統梳理和評估了對應用於反映生態系復甦的所有遺蹟學指標,並界定了每個指標的內涵和外延。通過對遺蹟化石屬種多樣性和遺蹟階層的精細分析解讀,能為底棲造跡生物復甦提供良好指示。
  • 中國第一具翼龍化石最新研究:揭秘顎區特徵演化與生態習性
    研究團隊 供圖中新網北京4月4日電 (記者 孫自法)記者4日從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)獲悉,該所汪筱林研究員團隊對中國發現的第一具較完整的翼龍化石骨架——魏氏準噶爾翼龍的頭骨顎區研究獲得新進展:發現準噶爾翼龍在顎區的主要特徵變化集中在翼骨的形態上,並通過喙、牙齒等相關研究,進一步佐證準噶爾翼龍具有挖掘捕食泥沙中貝殼類食物等生活習性。
  • 3D翼龍蛋、古人類頭骨化石 2017年度中國古生物學十大進展你知道...
    皺囊蟲代表著已知最古老、最原始的後口動物,或代表基礎動物與後口動物之間的珍稀過渡類群;填補了原始後口動物的化石實證與分子進化鍾預測的起源時間之間的鴻溝;揭示了兩側對稱動物體型在寒武紀逐漸增大的演化規律;對在前寒武紀地層中探尋其它動物門類的始祖具有重要啟示。
  • 巨犀起源與早期犀類系統發育研究取得進展
    新種屬於中等偏小的犀類,正模(IVPP V20254)為一保存完好的頭骨化石,長約39釐米。  新材料不僅保存了完好的頭骨和牙齒特徵,還首次揭示了柯氏犀類顱基部的形態特徵。研究表明,柯氏犀類與典型的巨犀類在頭骨和牙齒特徵上具有一定的相似性。
  • 古脊椎所發現體內保存蛋殼的中生代鳥類化石
    古脊椎所發現體內保存蛋殼的中生代鳥類化石 2019-03-25 古脊椎動物與古人類研究所 【  組織切片和掃描電鏡結果顯示,蛋殼異常纖薄,呈現了雙層的病態結構(這也是首次在反鳥蛋化石中發現雙殼),研究人員據此推測這隻雌鳥在產卵時出現了現生爬行類所常見的「挾蛋症」,即鳥蛋未能及時產出從而長時間停留在體腔內。部分現生鳥類在處於生存壓力較大的情況下,或者由於營養缺乏等原因,會出現這種症狀,在一些現生的龜類動物中,甚至一些蜥腳類恐龍的化石中,這種情況也比較常見。