穿越青藏高原的史前巨兽

2022-03-07邓涛卢小康

大自然探索 2022年1期

邓涛　卢小康

浩瀚宇宙，缥缈星辰。若说生命是大自然的奇迹，那么，临夏巨犀就是生命的奇迹。

如果有人闻你，陆地上最大的哺乳动物是什么？你可能会想到大象，它的体重可达5—7吨。但是，我们在青藏高原东北缘甘肃临夏盆地发现的巨犀化石，肩高约5米，头部抬起来可高达7米，体重约为24吨，相当于4头成年非洲象！毫无疑问，这种史前巨犀是目前所知的陆地哺乳动物中的“巨无霸”。可是，作为—类已经绝灭的史前巨兽，人们对它知之甚少，古生物学家花了100年的时间才揭开它神秘的面纱。

巴基斯坦的荒原。3000万年前的渐新世，这里曾是巨犀的乐园

产自哈萨克斯坦的巨犀化石，现收藏于俄罗斯科学院

1907年，一位来自英国的古生物学家皮尔葛林姆偶然在來自巴基斯坦的化石中发现了人类祖先的化石——“西瓦吉猿”，这使该地区在学界名声大噪。随后，为了寻找人类祖先的踪迹，欧洲、苏联和北美的古生物学家在巴基斯坦和哈萨克斯坦地区陆续组织了大规模发掘。最终，虽然在这里人类祖先的化石没找到，但巨犀化石的发现却成为惊喜。在此之前，无人知晓地球上曾经生存过这样一类体形如此巨大的犀牛。

这期间，先后有两位古生物学家分别给巨犀起了3个不同的名字，分类学家称其为属名：英国古生物学家库珀根据从巴基斯坦发现的一批化石命名了2个名字——副巨犀属和俾路支犀属;苏联生物学家鲍里夏克根据在哈萨克斯坦地区发现的化石，命名了巨犀属。

这些发现令人惊喜，让我们认识了巨犀，但也随之附带了一个历史遗留问题。史前生物化石通常都有缺损，尤其是头骨和腿骨很难作为一个整体保存下来，这就造成不同的学者根据不同的化石标本产生了不同的观点，一时之间众说纷纭。那么，巨犀究竟是何方神圣、生存环境如何、又是如何在这些不同的地点演化、迁徙的呢？研究者都期盼着，能发现更多的化石来填补缺失的信息。

既然之前在青藏高原的南缘（巴基斯坦）、北缘（哈萨克斯坦）都有巨犀化石的发现，那么，以此类推，在青藏高原的东北缘，也就是在我国甘肃的南部—带，是否也有巨犀化石呢？

甘肃临夏盆地位于青藏高原东北缘，因临夏回族自治州而得名，包括辖区内的和政县、广河县、临夏县和东乡族自治县等地区。盆地平均海拔在2000米左右，广布高高低低的山丘，被风雨不断侵蚀切割而形成大大小小的沟壑。由于地处西北，年蒸发量大于降雨量，盆地内植被相对贫瘠，化石一旦暴露于岩层之外，没有遮挡物，较容易被发现。

早在1965年，我国古生物学家邱占祥院士就在临夏盆地开展工作，寻找巨犀化石。终于，1986年在东乡族自治县的药材收购站找到—批哺乳动物化石。当时经鉴定发现其中有巨犀和猪齿兽类，它们生存的时间约在3000万年前的渐新世。这一发现验证了之前的推测，也增加了大家对该盆地的期待。

2002年和政县政府又征集到了一批化石，其中有巨犀、查干鼠、爪兽和鬣齿兽等，经过追索证实，化石产地为东乡族自治县的牙沟，地层与上次发现化石的地点相同。这些化石的形态学特征表明，临夏盆地以巨犀为代表的哺乳动物群与其他地点的巨犀动物群处于相近的演化水平，它们生存的时间也接近，都是距今约3000万年前。随后，该盆地陆续有少量巨犀化石发现。这些线索拉开了临夏盆地发现巨犀化石的大幕。

结合从临夏盆地和其他地区发现的化石，200年邱占祥院士和王伴月研究员深入研究了巨犀家族的演化，厘清了巨犀属的命名历史，确定将其定名为“巨犀属”。

从1907年初次发现巨犀化石到2007年的最终定名，整整用了100年的时间。这个过程有点儿类似“拼图”：—开始，研究者各自找到不同的巨犀化石，发表自己的观点，随着化石的积累，证据也足够了，再进行综合性的分析，最后拿出广泛认可的结论。这也是吉生物研究经常遇到的情况，但“巨犀属”的命名耗时百年，确属不易。

何其幸哉，2015年9月，临夏州和政县古动物化石博物馆的工作人员告诉我们，他们从东乡族自治县发现—件新的巨犀化石，我们闻讯后立即赶往该博物馆。

当时，这件化石与周围的岩石连在—起，还没有被清理出来，只能看到化石的很少—部分，但我们能够初步判断这是巨犀化石。由于这块化石本身就很大，再加上周围的岩石，整块标本就特别大：长宽都在15米左右，厚度也将近1米。这极大地增加了把巨犀化石从围岩中清理出来的难度。因为化石在保存时经过风吹日晒极易破损，所以必须把围岩一点点地从化石周围分离。整个过程不亚于在一块岩石上雕出巨犀像，其难度可想而知。

两年后，直到2017年12月，巨犀化石才初露真容，包括头骨、下颌和相连的颈椎，以及分开的胸椎。我们对化石拍照测量，搜集信息带回北京进行研究。

2019年，作者卢小康（右）在东乡王家川巨犀的发掘现场

2019年5月，在对已有的数据进行了对比鉴定，对标本已经有初步的研究结论后，为核实和补充相关形态学数据，我们再次从北京出发，赶往临夏州东乡族自治县的化石点开展野外实地考察。

东乡族自治县在和政县以北，两县都是位于大夏河和广通河之间的山地，直线距离30多千米。临夏盆地遍布沟壑山丘，周围的山粱模样又彼此很像，因此在山谷中极易迷路。所以，地质考察时多以经纬度坐标作为指引，通常还要借助现代化的GPS导航设备。即便如此，我们驾车在山粱间绕来绕去，还是花了—个多小时才找到化石点。

化石点所在砂场的位置距离王家川村很近，因此我们将化石点称作王家川地点，便于记录和以后回访。砂场位于半山腰，长宽各有200多米。远远望去，在稀疏的草木下方露出了30米高的“红土”，地质学上称为地层剖面。说它是“红土”，只是一个大概的判断，因为自然界的颜色通常没有显著的区分界限，我们需要借助比色卡来给出具体的颜色类别。这里的“红”准确说其实是包含红色、棕色和黄色。这里的“土”则是包含细砂的泥岩，不过并不像我们在河里见到的石块儿那么坚硬。这里的“土”质地偏软，我们因此将这里的山称作“土山”，盘山小道也因此路基不牢，路面常常塌陷。

臨夏巨犀的化石，头骨和下颌的3D扫描图

找化石也要靠“运气”。一方面要靠对这个地区地质资料的掌握情况，另一方面也要凭经验。有时候，“踏破铁鞋无觅处”，但转过一个山坡就见到了“柳暗花明”;有时候，望眼欲穿找不到，可一场大雨过后，却突然会有新的发现。在化石比较少的地区，或许能找到些“没用”的碎片，那就算是看到了希望。说“没用”，其实是因为仅凭这些碎片已经看不出形态，我们不能判断它们属于哪一块骨骼，或者属于什么动物。但古生物研究需要的数据是多方面的，这些化石碎片可能记录了其所代表动物的诸多信息，例如，同位素和微量元素的数据可以告诉我们这些动物当时吃的食物是什么，生活的气候环境怎么样。

在临夏盆地，这样的碎片很多，毕竟，这里可是亚洲最大的哺乳动物化石产地。而且，这次我们“运气”不错，刚到—会儿，就在一个岩块表面发现了一块小型哺乳动物的化石，上面有完整的牙齿。我们立刻摆上比例尺（参照物也可以，我们这次用的是硬币），遮住大太阳，架上相机，拍照。这是找化石的基本素养：找到后先在原地拍照，记录化石在围岩上的保存状态。

另外，由于岩块表面的化石经过风雨侵蚀，材质酥脆，因此对于像这次找到的小型哺乳动物的化石标本，必须先用胶加固，然后再小心地把标本取下来，否则标本就会碎成渣。而对于太大的化石，就要裹上石膏壳（医院里包扎骨折部位的那种）带回去修复。加固后的标本很硬，修复过程很慢，也需要更加谨慎，这也是新的巨犀化石修复耗时两年的原因。

通过广泛的对比研究我们发现，这些新的化石标本是巨犀属的成员。考虑到新化石与这个属其他已知的成员都不一样，因此我们根据化石的产地命名了—个新的种——“临夏巨犀”。

临夏盆地东乡族自治县王家川村的巨犀化石点

在3000万年前的渐新世，巨犀属在亚洲大陆很常见，除了新发现的临夏巨犀，还有产自蒙古的葛氏巨犀、中亚哈萨克斯坦咸海边的亚洲巨犀、南亚巴基斯坦的布格蒂巨犀等。总之，如果以青藏高原作为参照，除了布格蒂巨犀位于高原南缘外，其他都在高原以北星链状分布。

巨犀的演化历史示意图

我们的研究进一步发现，临夏巨犀的祖先类群是产自巴基斯坦西瓦里克地区的布格蒂巨犀，而布格蒂巨犀的祖先类群是产自哈萨克斯坦咸海地区的亚洲巨犀。从地理位置上看，亚洲巨犀和临夏巨犀散布于青藏高原的北缘，而布格蒂巨犀位于高原的南缘。这意味着，巨犀要先从哈萨克斯坦到巴基斯坦，然后从巴基斯坦到甘肃临夏，这是在青藏高原周缘的往复迁徙行为。

动物迁徙成功的最重要条件在于是否有可行的路线，那么，巨犀走的是哪条路线呢？打开世界地图，恐怕大多数人都会把迁徙路线划在青藏高原西缘的中亚地区。巨犀要从哈萨克斯坦去往巴基斯坦，穿过中亚地区的土库曼斯坦和阿富汗等地是最为便捷的。然而，3000万年前中亚地区与现在的样子相差甚远，这条路线是行不通的。因为当时有一个特提斯海，它的整个海域在欧亚大陆南部呈东西向延伸，现在荒凉的中亚地区以及青藏高原北部的塔里木盆地在当时都是它的海域。

3000万年前渐新世时期的亚洲，中亚和塔里木盆地属特提斯海域，阻断了巨犀的迁徙之路

巨犀是生活在陆地上的哺乳动物，而且体形巨大，它们不可能穿过位于中亚地区的特提斯海，直接从哈萨克斯坦到达巴基斯坦，再从巴基斯坦到达临夏盆地。那么，它们是怎么在青藏高原的北缘和南缘之间迁徙的呢？要知道，青藏高原西南缘的喜马拉雅山平均海拔在5000米以上，冈底斯山和昆仑山等其他山系的主要区域海拔也在4000米以上，是不适合大型哺乳动物迁徙的。

从20世纪初到今天的研究结论一致认为，青藏高原是地球历史上最年轻的高原，它所在的地区曾经是普通的大陆，高山是后来才出现的，随后逐步隆升到今天的高度。

2011年，我们在青藏高原北部的伦坡拉盆地发现了一类犀牛的化石，我们称这种犀牛为近无角犀。这类犀牛在我国山东的山旺盆地1800万年前（早中新世）的地层也有发现，包括上百件保存完好的骨架化石。研究表明，山东山旺盆地当时是古湖环境，植被茂密，气候湿润。同时，青藏高原伦坡拉盆地的植物化石研究表明，当时这里的吉生态环境也是植被茂密，有高大的树木和湖泊。我们推断，距今1800万年前，这个地区的古海拔高度不超过3000米，因为这类犀牛和同时发现的植物是不能在更高的海拔环境下生存的。随后，我们又在青藏高原北部尼玛盆地发现了约2600万年前（渐新世）的始攀鲈，表明当时这里有湖泊，海拔更低，因为攀鲈是海拔1000

那么，对于哺乳動物而言，海拔2000米是什么概念呢？我们这次研究的巨犀化石发现自临夏盆地，这是个山间盆地，整个区域的平均海拔约为2000米。尽管西北地区气候偏干，但牛和马等大型动物可以在这里生存，东部地区的人在这里可以跑步和打球，国家体育局在这里设有训练基地。毫无疑问，2000米的海拔条件对于大部分哺乳动物而言是可以适应的。

也就是说，与现在相比，3000万年前（渐新世）的青藏高原要低得多，我们推断当时海拔为2000米左右，可以为巨犀提供所需的生存环境，任其在高原上穿行，从东北缘迁徙到西南缘。

青藏高原自形成之日起就对全球的生物演化有着巨大的影响。可以预见的是，高原和巨犀的故事远没有完结。