在北极附近发现的2300万年前的犀牛化石

在北极附近发现的2300万年前的犀牛化石

艺术家在 2300 万年前中新世早期德文岛森林湖泊栖息地对 Epiaceratherium itjilik 的再现。展示的植物和动物,包括麻皮动物、兔子和过渡海豹 Puijila darwini,都是基于在该遗址发现的化石遗骸。图片来源:Julius Csotonyi

(化石网cnfossil.com)据今日科学新闻:2300万年前,在现在世界顶端附近,在现代人类认为几乎空旷且不宜居住的地方,一头犀牛穿过湖边的景观。今天冰冻、被风刮伤的高北极当时是一个绿色而温和的世界:一条由长满苔藓的河岸、柳树丛和夏季融水通道组成的森林走廊。科学家们现在已经证实了迄今为止发现的最北端犀牛的存在——一种新命名的 Epiaceratherium itjilik 物种。

这种古老的动物偶然保存在努纳武特地区德文岛一个流星爆炸陨石坑的沉积物中,迫使人们重新思考犀牛的进化、北极生态以及哺乳动物曾经如何在大陆之间移动。它的骨头——近四分之三的完整骨骼——保存得如此完好,以至于即使是脆弱的化石蛋白质也被从牙釉质中哄出来,将分子时间的界限推向了比任何人预期的更深的过去。

这不仅仅是一个分类学公告。这是一个关于深度时间、气候、移民和科学持久性如何在地图的最边缘汇聚的故事。

来自世界上空陨石坑的化石

故事从物理上开始于一碗由很久以前的撞击形成的岩石:霍顿陨石坑。它的湖泊沉积物成为冰河时代和冰河时代前生命的宝库。1986 年,北极古生物学的先驱玛丽·道森 (Mary Dawson) 博士开始在那里挖掘不属于熊、麝香祖先或原始海豹的骨头,而是更奇怪的东西。足够多的头骨、下巴和牙齿在场,可以自信地说:这是一头犀牛。

几十年后,加拿大自然博物馆的研究人员终于将道森的发现与后来的探险结合起来,填补了缺失的解剖学谜题,并能够完整地描述该物种。他们的论文发表在《自然生态学与进化》上,将 Epiaceratherium itjilik 锚定在犀牛家谱和远古的地理中。

在命名该物种时,他们求助于那些了解该地区的人,而不是将其视为地图坐标,而是将其视为家园。“Itjilik”——“冰冷的”——是在与加拿大最北端的永久社区格里斯峡湾的因纽特长老贾卢·基古克塔克协商后,在因纽特语中给出的。

北极犀牛长什么样子

这不是现代狩猎想象中想象中的坦克身、角甲犀牛。犀牛科——更广泛的科——在化石记录中的多样性比今天非洲和亚洲现存的五种物种要多样化得多。有些是双角的,有些是单角的,还有许多没有。有些像河马一样大,有些则体型较小,体型轻巧。

Epiaceratherium itjilik 没有角,大约有印度犀牛那么大。努纳武特地区保存下来的个体是成年犀牛,从其颊齿上的磨损图案可以看出。它的身体比例像一头正在浏览的林地犀牛,而不是一头开阔的平原奔跑者。在生活中,它会在纬度较高但尚未被永久冰雕刻的景观中采摘柔软的植被。

保存是这个标本的非凡之处。三维骨骼,最少的矿物替代,提供了近乎解剖学的肖像,而不是扁平的回声。对于犀牛化石来说,75% 的完整性近乎奇迹。

穿越失落的地球桥的迁徙

一块化石可以重新连接一个谱系的逻辑。在这一发现之前,犀牛在中新世大陆之间移动的时间和途径还很模糊。由于犀牛有着旧世界的起源故事——欧洲和亚洲是它们进化的深层熔炉——它们在北美的出现需要一条走廊。

加拿大团队使用 57 个已知的类群重建了犀牛家谱,然后将每个类群与一个出现大陆联系起来,应用模型来推断扩散的速度和方向。分析指出,从欧洲通过北大西洋陆桥进入北美——这条横跨今天格陵兰岛和北大西洋的连接线现已被淹没。

大约 5600 万年前,之前的研究已经有效地“关闭”了这座陆桥,禁止哺乳动物交通。但 Epiaceratherium itjilik 暗示这座桥——或者至少是一条穿越路线——在数千万年后进入中新世时仍在发挥作用。这改变了哺乳动物生物地理学的地图:欧洲并没有像假设的那样早些时候与新大陆隔绝。

古代珐琅质中的分子回波

2025 年,继解剖学冲击之后又发生了第二次冲击。哥本哈根大学领导的另一项研究从北极犀牛牙齿的牙釉质中回收了部分蛋白质序列——这些蛋白质足够古老,可以改变分子古生物学的外部极限。DNA 在很长的时间里会崩溃,但蛋白质有时会作为进化密码的碎片而存在。从中新世化石中成功回收表明,携带信息的分子比之前验证的存活时间更长,在更多的情况下存活。

这些蛋白质片段的作用不仅仅是给方法学家留下深刻印象;他们有望加强对哺乳动物进化的重建,其中只有骨骼就会留下模糊性。随着更多古老的牙釉质被测试,犀牛可能是来自化石的新分子数据浪潮中的第一个,这些化石以前被认为超出了生化范围。

为什么北极犀牛在北极以外很重要

Epiaceratherium itjilik 的存在拒绝成为当地的好奇心。它同时在多个尺度上弯曲轨迹。从进化上讲,它扩大了已知犀牛形态的范围,并将该群体的地理足迹几乎扩展到世界之巅。从气候上讲,它是我们目前极地贫瘠曾经是部分森林和沼泽的时代的一个数据点。从生物地理学上讲,它重新打开了一座被认为关闭的大陆桥。从方法上讲,它延长了化石蛋白质进入中新世的可用时间线。

北极通常被描述为我们对气候未来一无所知的前沿,同时也是我们对生物过去一无所知的前沿。它的冷酷比任何图书馆都更优秀的档案管理员。玛丽·道森 (Mary Dawson) 早期的实地考察——以及随后的探险——展示了一个地区如何不断改写宏观历史。

正如主要作者丹妮尔·弗雷泽(Danielle Fraser)所说,描述一个新物种并不是故事的终结,而是许多其他推论的枢纽。在这种情况下,一头埋在极地陨石坑中的无角犀牛使北大西洋对哺乳动物的叙事变得新重要,而不是边缘。它提醒我们,大陆不仅仅是陆地的形状,而是通过数百万年来打开和关闭的气候窗口混合谱系的历史机器。

具有前瞻性遗产的深层动物

现藏于加拿大自然博物馆的 Epiaceratherium itjilik 的骨头将被几代人触摸和重新研究,他们将提出与今天不同的问题。它的牙釉质蛋白质已经追溯到过去,说出一些意想不到的事情。它的骨骼几乎完好无损,是大型哺乳动物曾经生活在今天很少有植物生长的地方的时光见证。

像这样的化石不仅描述了过去,还描述了过去。它赋予了目前的新义务。它告诉我们,北极不是空白的白色边缘,而是一本写得密密麻麻的重写本——地球的边缘一直是我们才刚刚开始阅读的进化事件的舞台。北极犀牛既古老又新奇:一种在世界之巅消失的森林中行走的生物,这一发现改变了哺乳动物如何成为现在的样子。

更多信息:自然、生态与进化(2025 年)。DOI:10.1038/s41559-025-02872-8




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