大象：地球上巨大的氣候變化金絲雀

2025-12-09 19:02:36 分類：焦點 閱讀(3278)

超過6英尺高，4500磅重的上巨Barytherium出現在大約2500萬到3000萬年前的漸新世，是氣候雀第一個巨大的長鼻目動物。圖片提供:uux.cn/比爾·桑德斯
（神秘的變化地球uux.cn）據密歇根大學（摩根·舍伯恩）：2013年，密歇根大學研究員比爾·桑德斯(Bill Sanders)應一個國際團隊的金絲邀請前往阿拉伯半島，研究阿布扎比的大象地球化石和化石遺址。
古生物學家桑德斯自20世紀80年代讀研以來就一直在研究大象所屬的上巨哺乳動物目——長鼻目。但是氣候雀在阿拉伯半島，他的變化同事想給他看一些他從未見過的東西。
他們驅車進入沙漠，金絲這是大象地球一片800萬年前與非洲大陸相連的廣闊土地。在那個時候，上巨生活在這片土地上的氣候雀動物在各大洲之間來回遷徙。大約700萬到800萬年前，變化一群至少有13頭大象走過這片沙漠。金絲證據就在桑德斯和他的同事面前:一系列巨大的腳印印在富含碳酸鹽的沉積物上。
“你可以看到這一大片陸地，大約有三個足球場那么長。桑德斯說:“我可以立即看到800萬年前在那架飛機上捕捉到的我們大象的足跡，以及穿過這些足跡的一大組足跡。”。
他馬上意識到他看到的是一群由母象領導的大象的蹤跡。然后，他看到了一串孤獨的腳印——一只后來在他們的路上游蕩的大公牛。像他同時代的人一樣，雄性會獨自度過他的時間，只有在他想交配的時候才會去拜訪雌性領導的獸群。
這只雄象可能站了一會兒，在離去的象群后嗅了嗅空氣，然后繼續趕路。
”我立刻放聲大哭。我被情緒控制住了，”桑德斯說。“我所有的同事都意識到這個罕見的行為化石證據對我的影響，這是一個多么獨特的時刻。”
桑德斯40年的研究生涯致力于追蹤6000萬年來非洲-阿拉伯長鼻目動物——大象和它們的近親——的進化。在最近的一個項目中，他追蹤了化石記錄中最早的長鼻目動物的跡象，直到我們現代的大象。他的調查最近發表在一本名為《非洲長鼻目動物的進化和化石記錄》的書中
但是，在他的項目的八年過程中，桑德斯目睹了大象的數量下滑到不穩定的低點，大象的消亡凸顯了這本書的新的緊迫性和意義。
“在某種程度上，大象是地球礦井中的巨型金絲雀。桑德斯說:“如果我們不能養活像大象一樣大、一樣能干、一樣多才多藝的動物，那就意味著我們已經在地球的生命結構上撕開了一個口子，這種方式實際上可能對我們自己非常危險。這可能會導致我們自己的滅亡。”
Proboscidean有獅子狗那么大
在大約6000萬年前的古新世中期，Eritherium是第一個出現的長鼻目動物。
“最早的長鼻目動物可能有法國獅子狗那么大。它看起來有點像河鼠。沒有大耳朵。鼻子在臉的最前面，”桑德斯說。“它們沒有象鼻或長牙。這些特征是隨著時間的推移而獲得的。”
在6000萬年的時間里，有一半以上的時間里，長鼻目動物與世隔絕地生活在非洲-阿拉伯超級大陸上，這塊大陸在非洲大陸從亞洲大陸分裂之前就存在了。
到了2500萬到3000萬年前的漸新世，又出現了11個家族。超過6英尺高，4500磅重，Barytherium是第一個巨大的長鼻目動物。
Gomphotheres出現在大約3000萬年前，并統治著這片大陸，直到大約800萬年前，進入晚中新世的早期。與亞洲象的大小相似，一些gomphotheres屬有細長的下顎，而另一些更像今天的大象。我們現代的大象是這些gomphothere血統之一的后代。
當非洲-阿拉伯大陸與歐亞大陸發生碰撞時，秩序開花了。猛犸象和乳齒象長著長長的皮毛，分布在西伯利亞和北美。四叉齒鯊，有四顆長牙的長鼻目動物，生活在歐洲、亞洲和非洲。幾乎世界各地都有數十人測試了他們的命運。最終，在數千萬年的時間里，無數的長鼻目家族興衰輪回。
已經描述了180多個科，現已滅絕。現在，只剩下三種大象:非洲森林和草原大象，以及亞洲象。
變大的生意:耳朵、牙齒、鼻子和大象進化的關鍵
桑德斯說，理解長鼻目動物的進化很重要。這種動物是非洲動物群的基石，在生態上占主導地位，至關重要，也是最古老的持續存活的非洲哺乳動物，它們通過生長胎盤來生育后代。桑德斯說，在非洲沒有其他哺乳動物群體可以被研究者追溯到那么遠。
“我們試圖理解長鼻目在歷史上豐富的分支——為什么一些群體成功了，而另一些群體滅絕了？”桑德斯說。“我必須調查我們從地質學和地球化學中了解到的關于全球氣候和當地棲息地的情況。我與許多其他古生物學家討論了與長鼻目動物生活在一起的動物，以便我能夠了解長鼻目動物生活的星球。”
桑德斯意識到，在多年的發現過程中，不同的長鼻目動物類群沒有得到很好的分類。他開始回顧已知的化石記錄，并將動物分類。這樣，研究人員可以命名每個群體的血統。
這是必要的工作:桑德斯必須了解每一組長鼻目動物的背景，以及它們出現的時間。通過這種方式，他可以確定哪些特征使得某些血統比其他血統持續的時間更長。
桑德斯發現，對不同族群生存至關重要的一些特征是長鼻目動物牙齒發育、出現和構造的方式。包括人類在內的許多哺乳動物會立刻更換整組牙齒。它們的牙齒垂直地從顎部生長出來，長出它們的“乳牙”并用一組永久性的“成年”牙齒取而代之。但事實上，大象的牙齒和它們一些祖先的牙齒是從下顎后面向前旋轉的，就像臼齒的移動通道。這樣，大象就不會同時長出——因此也不會磨損——所有的牙齒。
“大象不能裝假牙。其他哺乳動物不能得到假牙。當哺乳動物磨損牙齒時，它們就會死亡，”桑德斯說。“大象的一個優勢是，它們可以通過臼齒的水平旋轉來延長壽命。這增加了他們生育孩子的時間，也增加了他們生育孩子的數量來增加人口。”
桑德斯說，現代大象的典型特征——它們的大小、耳朵和鼻子——也是它們能夠存活如此之久的原因。
如果你很大，你可以吃更廣泛的食物。食物不必像小動物需要的那樣高質量。你長得越大，食肉動物吃你的就越少。但是你越大，就越難到達地面吃草或找到其他植物。所以大象進化出了長長的鼻子。
“大象的鼻子里有成千上萬塊小肌肉。它就像你的手一樣多功能，”桑德斯說。"大象可以從地上撿起一便士."
它們巨大的嗅覺使它們能夠相互交流。它們用它們的長牙從地上撬開樹木來獲取樹葉。雄性用它們的長牙來保護自己，為了接近雌性而與其他雄性爭斗，以及作為性選擇的一個特征。桑德斯說，它們投入精力讓自己和它們的長牙變大，而雌性則把精力放在發育后代上。
盡管非洲大草原大象的耳朵比森林大象的大，但它們的大耳朵也有其用途。更具生理挑戰性的是它們的野外炎熱環境，非洲大草原大象有充滿血管和毛細血管的巨大耳朵。扇動它們的耳朵可以給巨型動物降溫。但是對于這兩個物種來說，拍打它們的耳朵也可能意味著別的事情。
“如果他們不停地拍打耳朵，他們會很不安。這不僅僅是因為他們變冷了。桑德斯說:“有時它們會被某些事情困擾，它們會讓其他大象知道這一點。“如果一頭大象在你面前，它的耳朵向前卷著，拼命跑。”
無法逃脫的星球上的巨型金絲雀
長期以來，人類和大象有著錯綜復雜的歷史。我們的關系可以追溯到那些足跡出現在阿拉伯半島的時候。桑德斯說，然后，非洲象在我們人類祖先出現的地區吃草，開辟了這片土地。
“在那個時候，我們自己的兩足猿群，我們的祖先祖先，我們的人類祖先也出現了，利用兩足動物的優勢來開發馬賽克棲息地，如果大象沒有通過它們的活動改變景觀，這些棲息地就不會如此廣泛，”他說。
但是當桑德斯完成他的調查時，非洲森林和大草原大象在瀕危物種名單上的排名都下降了一級。非洲大草原大象現在被列為瀕危物種，而森林大象則處于極度瀕危狀態。
根據世界野生動物基金會的數據，棲息地的破壞，人類與大象爭奪土地的沖突，以及非法野生動物貿易已經使非洲大草原大象數量減少了60%，非洲森林大象數量減少了近90%。
這兩個群體都徘徊在滅絕的邊緣。
“化石記錄告訴我的是，這是一次復雜的進化之旅，一路上有很多意外——時間和氣候的意外。大象祖先是機會主義者，在進化過程中盡力而為。但不能保證大象會是那個故事的產物，那個進化旅程的產物，”桑德斯說。
“這是一次不可復制的、極其豐富的進化之旅。因為人為因素:氣候變化、偷獵、爭奪土地而失去它們將是極其悲慘的。人們想要耕種，大象想要生存。從某種意義上說，大象可能會因為它們幫助繁殖的動物而瀕臨滅絕，這是一種殘酷的諷刺。”
據桑德斯說，該項目融合了幾代古生物學家的工作，并從密歇根大學同事的努力中受益匪淺。這些U-M的同事包括科學插畫家卡羅爾·阿布拉欽斯卡、約翰·克勞斯邁爾和已故的邦妮·米爾茹，以及本科生助理格哈德·蒙丁格、雅各布·盧斯克和奧斯丁·巴布特。