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美国卡耐基自然博物馆新生代哺乳类展示掠影

2019-11-08金文驰除署名外由作者摄

生物进化 2019年3期
关键词:犀牛体型参观者

文/金文驰 图/除署名外由作者摄

卡耐基自然博物馆坐落在美国"钢城"匹兹堡城中,由美国"钢铁大王"安德鲁·卡耐基于1895 年创立。 博物馆面积约10700 平方米,共有矿物、宝石、植物、无脊椎动物、脊椎动物、古生物、考古学、人类学和民族学等藏品约2200万号。 除科研、行政和图书馆等区域外,博物馆设有20 个永久展厅,展出藏品约1 万件。 除展示外,博物馆的科研在国际上也享有盛誉。如今的卡耐基自然博物馆为美国一流自然博物馆之一。

在博物馆一楼,有一颇受游客喜爱的"哺乳类时代: 新生代 (AgeofMammals:TheCenozoic Era)"展厅。展厅中陈列了30 余架化石骨架,年代最古老的约有5000 万年的历史,最年轻的仅有数千年, 其中绝大多数都是由博物馆古生物学家从世界各地发掘出土的。 体型庞大的哥伦比亚猛犸象(Mammuthus columbi)、犬齿令人胆寒的致命刃齿虎(Smilodonfatalis)、出土于法国的洞熊 (Ursusspelacus)、 骨骸累累的犀牛"坟场" 和可供参观者亲自动手挖掘的" 化石地层"……2018 年12 月,笔者有幸考察了这一展厅,采撷一二,作文以记之。

半"骨"半"肉":别具一格的展示方式

在古脊椎动物展示中, 主要有两种展示类型:"白骨累累"的骨骼化石(模型)和带有"皮肉"的复原模型。 面对骨骼化石(模型),公众较难想象出动物的外形; 而只看复原模型, 又觉得"真实性"打了些折扣,如果能将这两种展示类型有机融合就好了。 不过如果在骨骼外包裹上复原模型,自然就看不到骨骼了。

卡耐基自然博物馆却想出了一个好办法,将两种展示类型有机融合, 公众既能看到动物外观,也能看到骨骼。 原来,在化石骨架的一侧覆盖上用塑料等材料制成的"皮肉",另一侧则保留骨骼。这样公众能在骨架两侧观赏,颇为有趣。

这不,一进展厅,我的目光便被一头高大的石爪兽(Moropuselatus)吸引住了。 它的体型比马大,肩高约有1.7 米,前肢比后肢长。 头部似马,没有角,脖子长,足上没有蹄,却有爪。 别看它颈椎较细,复原后的脖子却很是粗壮,真有些虎背熊腰之感。 乍看之下让人觉得它是草食动物和肉食动物的复合体! 其实石爪兽是奇蹄目爪兽亚目的素食主义者,现生的马、犀牛和貘也是奇蹄目动物。这种石爪兽主要以树叶、树枝和块茎等为食, 它们那带爪的长长前肢可以轻松拉下树枝、刨挖块茎。

石爪兽属特产于北美洲,共有约7 种,生活在距今约2300-1360 万年前的中新世。 我们所见的这种石爪兽曾是中新世早期北美洲体型最大的草食动物。 古生物学家在美国腹地的内布拉斯加州和科罗拉多州都曾出土过此种的化石, 我们眼前的这架化石骨架便来自内布拉斯加州。

以半"骨"半"肉"形式展示的不止有石爪兽,恐狼(Canisdirus)和致命刃齿虎这两个竞争对手就几段骸骨展开了对峙,两者都为北美洲著名的史前肉食动物。相比于石爪兽,恐狼和致命刃齿虎生活的年代离我们近多了,它们大约在距今一万年前灭绝。

从"肉"面看,两只动物毛皮生动,连致命刃齿虎的胡须都历历可数。从"骨"面看,恐狼强壮的颌骨和较大的牙齿、致命刃齿虎宽大的肩胛骨清晰可见;身体轮廓内面呈肉红色,颇有博物学之美。 恐狼和现生的狼大小相当,根据骨骼形态推测,它的咬合力可能是犬属中最大的。 致命刃齿虎体型和非洲狮相近,不过尾巴较短。 它上颔匕首状的犬齿极为发达,长度可达17 厘米,让人一见难忘。虽然名字中带有"虎",但致命刃齿虎为猫科剑齿虎亚科(已灭绝)成员,而现生的虎则被置于豹亚科中。

在美国加利福尼亚州洛杉矶市内, 有一美国国家自然地标:拉布雷亚沥青坑(La Brea Tar Pits)。这是一组天然沥青坑,因为常被枯枝落叶等覆盖,动物很容易失足陷落其中,因此积累了大量动物骨骼。迄今为止,拉布雷亚沥青坑是恐狼和致命刃齿虎骨骼数量最多的化石产地,我们所见的两只便出土于此。

"犀牛坟场"与参观者可以挖掘的"化石地层"

参观者可以亲自挖掘的“化石地层”

和组装好的骨架不同, 展厅中有一件零乱的展品。 这一展品水平放置, 长约3 米, 宽度超过1米。 大大小小的椎骨、腿骨和颔骨等密密麻麻堆积在一起, 仅能看见的便有数层,连"地表"都几乎看不出了。 这便是"犀牛坟场",绝大多数骨骼属于犀牛科的一种月角犀(Menoceras arikarense)。

月角犀属主要分布在北美洲南部,分布最南的化石记录见于巴拿马,它们生活在距今约3100 万-2000万年前的中新世。 月角犀属体型较小, 体长在1.5 米左右,和大型猪相当。 雌犀没有角,雄犀有两只角,这两只角左右并排。 在已知的犀科动物中,仅月角犀属和并角犀属(Diceratherium)这两个亲缘关系较近的属具有左右并排的角,其它具双角的犀牛的角都是前后排列的。 我们所见的这种月角犀可能是群居动物,它们曾在北美洲大平原上轻快地奔跑。

恐狼(近景左)和致命刃齿虎

石爪兽

洞熊

为何这么多月角犀的骨骼会密集堆积呢? 据推测,干旱等灾害让大量月角犀在较短时间内死亡,随后的洪水又将它们的骨骼搬运到河流下游,后来骨骼便被泥沙掩埋。20 世纪初,博物馆的古生物学家在美国内布拉斯加州西部出土了这一" 犀牛坟场"展品。 随后,这一化石产地声名鹊起。 1965年, 美国国会在此设立玛瑙化石地层国家纪念地(Agate Fossil Beds National Monument),它是美国国家公园系统的一部分。

看过"犀牛坟场",继续前行。 在参观道的转弯处,将参观者和展品隔离的围栏消失了。 参观者可以走入一片较为平整的"岩石"地面,几架脊椎动物骨架复制品出露于地表。 此外,还有一长段硕大的恐龙骨复制品,如长椅般平卧在地,约有一半露在地上,骨上还有部分"围岩"。 参观者不仅能零距离观察和触摸这些骨架复制品,还能亲手对自己感兴趣的复制品展开"挖掘"。参观者可以从工作人员处借得小铲子和毛刷等常见挖掘工具, 工作人员也可以对参观者进行技术指导。

在自然博物馆中, 复制的古生物化石发掘现场的展示不少见, 但如这一可供参观者亲自动手"挖掘"的展示就不多见了。除普及古生物发掘的知识外, 这一展示也是很好的亲子活动场所。 虽然这一"化石地层"是人造的,但它不是没有根据的空想。 在美国科罗拉多州和犹他州交界处,有一处恐龙国家纪念地(Dinosaur National Monument),这是一处具有国际意义的恐龙化石产地,这一"化石地层"便是模拟了此处环境。 放眼望去, 墙上还能见到纪念地红色山岩的背景照片呢。

一窥中新世的骆驼科动物

这一展厅专门设立了中新世展台, 靠墙而立的一系列动物中, 除月角犀 (刚在" 犀牛坟场"中所见的那种)等犀科动物的组装骨架外,最吸引我的要数两种中新世的骆驼科动物。

骆驼科是偶蹄目胼足亚目唯一的现生科,分为两族:骆驼族包括骆驼属;美洲驼族包括羊驼属和骆马属。 如今, 骆驼族分布在亚洲和非洲,美洲驼族仅见于南美洲。 地域广袤的北美洲虽然没有现生骆驼科动物, 但它曾拥有种类众多的该科动物, 而且最有可能是骆驼科动物的起源地。

说到骆驼科的起源, 就不得不提到和骆驼科亲缘关系很近的鹿驼科。 已灭绝的鹿驼科种类不多,体型不大,特产于北美洲,一些鹿驼科成员和早期骆驼科成员颇为相似。 目前已知最早、体型最小的"骆驼"是鹿驼科的原标兽(Protylopus),它们生活在距今5000-4000 年前,体型和兔子差不多。 原标兽前腿比后退短,前后足都有4 趾,第三和第四趾为承重趾。 根据趾的形态推断,它们具有蹄,但足底没有海绵状胼胝垫。总的来说,随着时间的推移,骆驼的体型出现了增大的趋势。 到距今约3500 万年前,骆驼科先兽(Poebrotherium)的体型已经和山羊差不多了。

中新世展台共展出了两种生活在中新世早期的骆驼科动物: 体型与羚羊相仿的希氏细驼(Stenomylushitchcocki) 和体型似羊驼的尖趾驼(Oxydactyluslongipes)。 展台上的绝大多数动物仅展出一个个体,但希氏细驼却有三头:两头成体,一头亚成体。 希氏细驼生活在约2500-2000万年前的美国中部和西部, 它们集群在草原上活动, 主要以草本植物为食。 希氏细驼体型轻盈,奔跑迅速,可能与现生叉角羚科的叉角羚占有相似的生态位。 希氏细驼发表于1910 年,模式产地为内布拉斯加州的"细驼矿场(Stenomylus Quarry)"。 我们所见的这三头也产自内布拉斯加州。

在希氏细驼右侧,有一头尖趾驼,它长腿长颈,和希氏细驼相比真称得上"大高个"了。 它生活的年代比希氏细驼离我们更近些, 大约在距今2043-1360 万年前。 1904 年,博物馆的古生物学家根据一架出土于内布拉斯加州的不完整化石骨架,发表了尖趾驼属这一新属,尖趾驼便是该属的模式种。尖趾驼属共有约8 种,它们生活在距今3080-1360 万年前。 尖趾驼属的属名意为"尖锐的脚趾",它们有蹄,但不具胼胝垫。根据尖趾驼长腿长颈的形态, 古生物学家推测它们可能以树叶为食, 以减少和其它体型较小的食草动物的竞争。

在末次冰期中灭绝的动物

在距今11.5-1.17 万年前, 北美洲北部、欧亚大陆北部、 青藏高原等地曾经历过数次冰川进退事件,人们把这一时期称为"末次冰期"。在末次冰期中,冰川的极盛期大约出现在距今2.2万年前。在末次冰期中,还出现了著名的第四纪灭绝事件:在全球尺度上,不少体型较大的哺乳动物纷纷灭绝。 展厅中主要展出了在欧亚大陆和北美洲灭绝的一些具有代表性的哺乳动物。

希氏细驼

中新世哺乳动物展台

一只出土于法国的熊科动物体型魁梧,引人注目。 只见它颅骨宽、牙齿大、尺骨和桡骨粗壮、步态显出"内八字",形态特征和现生的棕熊相近。这是曾广布欧亚大陆的洞熊,它们直到距今约2.4 万年前才灭绝。 由于绝大多数洞熊的化石都是在洞穴中发现的,故而得名。古生物学家推测它们大部分时间是在洞中度过的, 而棕熊通常在冬眠期间才会长时间呆在洞穴中。 雄性洞熊体重350-600 千克, 雌性体重225-250千克。洞熊的体型在冰期中较大,而在气候较温和的间冰期中则较小, 这极有可能是减少热量散失的适应性结果,符合伯格曼法则。洞熊曾被欧洲等地的人类捕猎过, 在法国的一洞穴的史前壁画中, 便有一头熊形动物, 它可能就是洞熊。

在这只洞熊的不远处, 有一只鹿角大得令人瞠目的大角鹿(Megaloceros giganteus)。 这只鹿肩高近2 米, 两角尖端间的直线距离有2 米多。 鹿角尖端为树枝状,中部联为一片,形象独特。 大角鹿不仅是已知体型最大的鹿科动物之一,而且是已知角最大的鹿科动物。最大的一对大角鹿鹿角重达40 千克,两角尖端间的直线距离达3.65 米。 大角鹿的英文直译过来为"爱尔兰马鹿",其实它并不是爱尔兰的特有种,它的分布区遍及欧亚大陆的中高纬度地区;而且它也不是马鹿属成员。 已知生存年代距今最近的大角鹿个体直到约7700 年前才在西伯利亚离世。 古生物学家对大角鹿灭绝的原因还没有定论,有人认为人类的捕猎活动让它们走上了灭绝之路,也有人认为它们硕大无朋的鹿角会消耗大量物质和能量,不利于它们在逆境中生存。

除洞熊和大角鹿外,体型庞大的大地懒(Megatherium)和哥伦比亚猛犸象等在末次冰期中灭绝的多种哺乳动物在展厅中悉数登场。 这些冰冷的化石骨架和复原的五彩背景画一起,展现了末次冰期中大型哺乳动物的众生相。

“犀牛坟场”

尖趾驼

大角鹿(摄影:Lisa)

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