尋找現代哺乳動物的演化中心 | 科技前線

動物演化史上有很多“身世之謎”。例如，馬和駱駝起源于北美，如今北美卻不見其野生蹤影，后代反而存在于歐亞大陸與南美。現代全球動物群究竟源自何處？是否如此前觀點認為的那樣，中國北方只是動物演化的“過道”，而非“源頭”？

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顛覆認知

長期以來，學界以歐洲和北美為演化中心視角，將中國視為被動接收者的“落后洼地”。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的研究團隊，通過創新“動物群系統發育貢獻方法”，證明了中亞和中國北方不僅是哺乳動物演化的核心區域，更是塑造現代全球動物面貌的起源中心。這一切的起點，是青藏高原的隆起。

▲中亞和中國北方是塑造現代全球動物面貌的起源中心

約1200萬年前，青藏高原北部抬升至接近現代高度，如同一道巨型屏障阻擋水汽，導致中國北方和中亞地區早于北半球其他區域進入干旱化進程。這種獨特的環境壓力，成為孕育適應開闊生境動物的溫床。

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量化區域對全球動物群的貢獻

如何量化一個地區對全球動物群的貢獻？傳統形態對比或個別類群分析難以回答這一問題。研究團隊首創的“動物群系統發育貢獻方法” 實現了突破。

研究團隊構建了涵蓋北半球1246個屬的“超級系統樹”，并提出“物種間相互貢獻率”概念：兩個物種在系統樹上的位置越近，貢獻率越高。通過計算不同地區動物群間的平均貢獻率，就能客觀衡量它們在演化上的親疏關系。這套方法如同為全球動物群建立了“DNA族譜”，首次實現了對演化貢獻的精準量化。

分析發現，在2000萬至800萬年前，中亞和中國北方動物群與現代全球動物群的親緣關系顯著高于其他地區。特別是在“山旺期”和“灞河期”，出現了兩個明顯的演化高峰——“前通古爾擴張”與“灞河擴張”。這意味著，當時該地區演化出的大量新類群，成為后世動物群的重要祖先。

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“灞河危機”重塑全球生態

約1100萬年前的“灞河危機”更是一場演化革命。青藏高原北部快速隆起導致極端干旱，超過95%的大型哺乳動物在當地滅絕。這場危機反而催生了新的演化機遇：三趾馬從北美遷入，羚羊自非洲南亞北上。

更重要的是，幸存者和新遷入者發生了快速的適應性演化。牙齒形態的“革命”尤為顯著：食草動物的齒冠高度在灞河期顯著躍升，為后來草原動物群的全球擴散預演了關鍵適應特征。

這一時期，柴達木盆地出現了最早的原始羊族、早期的真象類和長頸鹿，劍齒虎和現代貓型類也快速分化。一個適應開闊草原環境的全新動物群在此形成，成為晚新生代開放生態系統的先驅。

最有力的證據來自通過“動物群系統發育貢獻方法”對動物群后世貢獻的追蹤：在700萬至400萬年前，源自灞河期的動物群對現代非洲熱帶草原動物群的影響，超過了非洲本土祖先的貢獻；到200萬年前，其對北美動物群的影響也超越了北美自身歷史動物群。

研究表明，今天我們在非洲草原見到的獅子、獵豹、羚羊，在北美的駝鹿、野牛，乃至家養的山羊、綿羊，它們的演化故事都深深植根于千萬年前青藏高原腳下那片變遷的土地。

研究通過創新的量化方法，將中國北方從演化的“邊緣地帶”重新定位為“核心引擎”。在生物演化的宏大敘事中，中國北方并非被動接受者，而是主動塑造者。

青藏高原隆升帶來的環境壓力，促使這里成為哺乳動物演化的創新工場，其產物最終改變了整個星球的動物分布格局。這不僅改寫了我們對生命歷史的認知，更啟示我們：真正的起源，往往隱藏在數據的深處，等待被重新發現。

來源：中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

責任編輯：宋同舟