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化石攀鱸與同期植物顯示兩千六百萬年前的西藏腹地曾為溫暖濕潤的低地

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化石攀鱸與同期植物顯示兩千六百萬年前的西藏腹地曾為溫暖濕潤的低地

摘要: 　　青藏高原幅員遼闊，地勢高峻，號稱“世界屋脊”。青藏高原的形成由印度-亞洲板塊碰撞（約5千萬年前）所導(dǎo)致，然而對于高原如何隆起成今天的高度和規(guī)模，隆升過程中西藏地區(qū)環(huán)境曾如何演變，科學(xué)家們的認識分歧很 ...

　　青藏高原幅員遼闊，地勢高峻，號稱“世界屋脊”。青藏高原的形成由印度-亞洲板塊碰撞（約5千萬年前）所導(dǎo)致，然而對于高原如何隆起成今天的高度和規(guī)模，隆升過程中西藏地區(qū)環(huán)境曾如何演變，科學(xué)家們的認識分歧很大。關(guān)于隆起的時間，有觀點認為高原在印度-亞洲板塊碰撞的早期就已經(jīng)形成，并在漸新世（約3千萬年前）或中中新世（約1千5百萬年前）達到現(xiàn)在的高度；其他學(xué)者則推測高原直到晚中新世（約7百萬年前）甚至更晚的時候才增長到今天的海拔；而其他觀點推定的隆起時間則介于二者之間。關(guān)于隆升的模式，人們曾提出整體隆升、階梯狀隆起、幾次隆起與夷平交替等不同的模型。
　　近年來，主要基于穩(wěn)定同位素分析而推測古高度的學(xué)習(xí)十分活躍，在此基礎(chǔ)上建立的高原隆升模型，如“原西藏高原”（“proto-Tibetan Plateau”）令人印象深刻，這一派觀點認為高原的主體早在4千多萬年前就已經(jīng)成型了。
　　生物，特別是對環(huán)境非常敏感的魚類和植物，是最直接而可靠的環(huán)境指標(biāo)：氣候的冷暖干濕，地勢的高低陡緩，對應(yīng)著不同的生物面貌。古生物學(xué)家將今論古，通過分析和比對古生物和相關(guān)現(xiàn)代類群的生物學(xué)信息可以復(fù)原化石產(chǎn)區(qū)的古環(huán)境，甚至推定當(dāng)時的古高度。就高原魚類而言，現(xiàn)生裂腹魚類（屬鯉科）“演變與隆起并進”(ascent with modification)的范例，使化石裂腹魚以及與它們相關(guān)的鯉科魚類成為反推高原古高度較為有力的依據(jù)。先前已知的高原新生代化石魚幾乎全部屬于這一類。近期中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類學(xué)習(xí)所吳飛翔團隊在科學(xué)報告（Scientific Reports）上發(fā)表論文，報道了青藏高原中部倫坡拉和尼瑪盆地晚漸新世地層中（距今約2千6百-2千4百萬年前）指示低地暖濕環(huán)境的化石攀鱸（圖1a， b， d）及其伴生植物，為重建高原的地質(zhì)歷史新添了獨立證據(jù)。
　　攀鱸（與斗魚、天堂魚等同屬攀鱸亞目）今天主要分布在南亞、東南亞和非洲中西部熱帶地區(qū)（氣溫18至30 ℃，分布區(qū)海拔大多在500米以下，最高不到1200米）的河湖邊緣或沼澤水洼，它們偏好淺而安靜且缺氧的水體（溶氧量可低至1mg.L-1 以下，注：大多數(shù)魚類的正常生命活動要求4mg.L-1以上）。它們的鰓腔內(nèi)長有由鰓骨特化而成的結(jié)構(gòu)如花朵一般的迷鰓（labyrinth organ）（圖1c）。迷鰓表面覆蓋著呼吸上皮，有著豐富的毛細血管，而且不同于其他正常的鰓，通過迷鰓的血液經(jīng)由靜脈回流到心臟。憑借這一器官，攀鱸可以直接呼吸空氣中的氧氣。迷鰓結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擠占了鰓腔很大的空間，而用于水中呼吸的鰓因此大大萎縮以致于不能滿足魚體存活所需要的氧量，所以攀鱸必須經(jīng)常將頭伸出水面，吞吐空氣，甚至在雨后爬出水面，登岸“行走”甚至“上樹”。西藏的化石攀鱸 [學(xué)名: 西藏始攀鱸（Eoanabas thibetana）]是攀鱸科迄今最早且最原始的化石代表，它將本科的化石記錄前推了約2千多萬年。更有趣的是，在始攀鱸的標(biāo)本中學(xué)習(xí)人員也觀察到了迷鰓，而且迷鰓骨片上穿有孔洞，可知它迷鰓的發(fā)育程度更接近于在空氣中呼吸能力最強的亞洲攀鱸。這些特征說明西藏的化石攀鱸具有類似于現(xiàn)代攀鱸的生理特征與生態(tài)習(xí)性，指示著溫暖濕潤的環(huán)境，它們所棲息的地方可能是較為局限的水體（圖2）。這與今天化石產(chǎn)地海拔高（近5000米）、紫外線輻射強、水體低溫（年均溫約−1.0 ℃）、流動性強而溶氧量高的環(huán)境截然不同�？梢娮曰树|的時代至今，高原內(nèi)部的地理特征與自然環(huán)境必然經(jīng)歷了巨大的變化。
　　這一推斷也得到了其他古生物學(xué)證據(jù)的支持。與攀鱸同層的植物群落包括典型的喜暖濕環(huán)境的葉型碩大的棕櫚、菖蒲以及與浮萍類關(guān)系很密切的天南星科水生植物。據(jù)分析，群落所在地海拔不過一千多米。同層的某些昆蟲也指示相似的古高度。而其他魚類，例如稍晚的大頭近裂腹魚（原始的裂腹魚類）和與攀鱸同層的張氏春霖魚（化石鲃類），都代表著高原發(fā)育初期或者隆起之前的環(huán)境，與該文結(jié)論一致。這樣一個生物群落的存在，也間接地說明當(dāng)時自印度洋來的暖濕氣流至少可以深入到西藏的中心地區(qū)，因此今天西藏南側(cè)橫亙東西的巨大山脈在當(dāng)時至少還沒有發(fā)育到像今天一樣的規(guī)模，而缺乏以阻隔南來的熱帶氣流。
　　由此可見，根據(jù)古生物學(xué)證據(jù)，尤其是通過大化石所反推的高原隆升歷史，與目前基于地質(zhì)學(xué)、地球物理化學(xué)等數(shù)據(jù)而得出的一些推斷明顯不同。多種證據(jù)互相參照可以讓已有的高原隆升模式得到不斷完善和修正。透過藏在巖層中的生命信息，古生物學(xué)家們正層層解密高原山河巨變的恢弘歷史，再現(xiàn)天地造化的神奇!
　　此項學(xué)習(xí)得到中科院戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項、科技部“973”計劃、國家自然科學(xué)基金和中科院古脊椎所化石發(fā)掘?qū)ｍ椊?jīng)費的資助。
　　論文鏈接



　　圖1. a. 西藏始攀鱸正模（Eoanabas thibetana）（IVPP V 22782a）照片及其線描圖（b）；c. 現(xiàn)生攀鱸的迷鰓；d. 始攀鱸骨骼復(fù)原。（吳飛翔供圖）



　　圖2. 西藏始攀鱸及其生境復(fù)原圖：漸新世晚期（距今約2千6百萬年前）的西藏腹地曾存在溫暖濕潤的低地，孕育著與今天高原內(nèi)部完全不同的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)。（吳飛翔供圖）化石攀鱸與同期植物顯示兩千六百萬年前的西藏腹地曾為溫暖濕潤的低地  |  責(zé)任編輯：蟲子
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