孫承凱 鐘 蓓

全球最南端分布的長(zhǎng)毛猛犸象化石

孫承凱 鐘 蓓

長(zhǎng)毛猛犸象生態(tài)復(fù)原（引自Tomida,Itou,and Okamoto,2002）

2007年4月，英國(guó)出版的《第四紀(jì)科學(xué)評(píng)論》(Quaternary Science Reviews)以“AMS14C chronology of the world’s southernmost woolly mammoth（Mammuthus primigenius Blum.）”（世界上分布最南長(zhǎng)毛猛犸象的加速器質(zhì)譜14C年代測(cè)定）為題，發(fā)表了由日中兩國(guó)多個(gè)機(jī)構(gòu)研究人員合作完成的一項(xiàng)研究成果，報(bào)道了山東省博物館館藏的一件長(zhǎng)毛猛犸象牙齒化石的測(cè)年結(jié)果。該研究的科學(xué)意義在于：1）確認(rèn)山東濟(jì)南的標(biāo)本是長(zhǎng)毛猛犸象化石的全球最南端分布記錄；2）顯示濟(jì)南地區(qū)在3.3萬(wàn)年前后氣候比較干冷，環(huán)境為適宜于長(zhǎng)毛猛犸象生活的草原和稀疏林地；3）為末次冰期中國(guó)古氣候變化與北大西洋地區(qū)氣候變化之間的聯(lián)系提供了證據(jù)。

這件長(zhǎng)毛猛犸象牙齒化石是1992年在濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)崮山鎮(zhèn)北大沙河由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民挖沙時(shí)發(fā)現(xiàn)的，自然庫(kù)房編號(hào)為92009。標(biāo)本為一左上第三臼齒，牙齒前部缺失，僅保存10個(gè)齒板；齒板的整個(gè)釉質(zhì)圈窄，釉質(zhì)圈的遠(yuǎn)中和近中部彼此平行，釉質(zhì)層薄，為1.9-2.2毫米，第四至第七齒板釉質(zhì)環(huán)的近中部分可以看到明顯的釉質(zhì)褶皺，齒脊頻率為9，這些都是鑒定真猛犸象的特征。

對(duì)非專(zhuān)業(yè)研究人員而言，真猛犸象（又稱(chēng)長(zhǎng)毛猛犸象）與猛犸象是很容易混淆的兩個(gè)概念。猛犸象（Mammuthus）是一個(gè)屬名，與我國(guó)最常見(jiàn)的古菱齒象（Palaeoloxodon）、亞洲象（Elephas）及僅發(fā)現(xiàn)于非洲的原象（Primelephas）、非洲象（Loxodonta）同屬于真象亞科（Elephantinae）。真猛犸象（Mammuthus primigenius）只是猛犸象屬里一個(gè)適應(yīng)于極端寒冷氣候環(huán)境的種，它的毛長(zhǎng)，棕褐色，約于80萬(wàn)年前起源于西伯利亞，1-4萬(wàn)年前廣布于歐亞大陸北部和北美地區(qū)，3700年前最后絕滅。一般而言，未做特別說(shuō)明時(shí)、廣義的猛犸象是指猛犸象屬，狹義的猛犸象是特指真猛犸象。

濟(jì)南出土的真猛犸象左上第三臼齒M3（標(biāo)本編號(hào)：92009）,（1.咬合面，2.舌側(cè)面，3.唇側(cè)面）

我們對(duì)象類(lèi)的了解一般更多的是從現(xiàn)生的非洲象和亞洲象開(kāi)始的。象類(lèi)，又叫長(zhǎng)鼻類(lèi)，因其具有長(zhǎng)長(zhǎng)的鼻子而得名。象的長(zhǎng)鼻其實(shí)是鼻子和上嘴唇的延長(zhǎng)體，有敏感的神經(jīng)末稍，是具備多種功能的有用器官。象的大牙是由第二對(duì)門(mén)齒演變成的，沒(méi)有牙根，終生生長(zhǎng)，由致密的富有彈性的齒質(zhì)組成，釉質(zhì)很薄且僅限于頂端，成年后磨蝕消失。有的象類(lèi)門(mén)齒上有生長(zhǎng)圈，可以像樹(shù)的年輪一樣用以判斷年齡。象的頰齒是鑒定象類(lèi)的主要依據(jù)，其生長(zhǎng)方式獨(dú)一無(wú)二，可以稱(chēng)之為“傳送帶式”：上頜牙齒的發(fā)生是從后向前向下移動(dòng)；下頜的牙齒則向前、向上移動(dòng)，牙齒沿傾斜的角度被磨蝕的。象的每一個(gè)頜骨上只長(zhǎng)有1-2個(gè)頰齒（或臼齒），根據(jù)象的換齒規(guī)律和齒骨上保留的臼齒序列，就可大致判斷象的年齡。在地質(zhì)歷史上，象類(lèi)的足跡遍布澳洲以外的所有大陸，世界上已發(fā)現(xiàn)的象類(lèi)化石達(dá)400多種，象類(lèi)首次出現(xiàn)在地球上的時(shí)間大約是5500萬(wàn)年前，一般認(rèn)為北非可能是象類(lèi)的起源地。

廣義的猛犸象是一個(gè)曾經(jīng)生活于非洲、亞洲、歐洲和北美等不同區(qū)域中的熱帶、溫帶和寒帶等不同生態(tài)環(huán)境的生物類(lèi)群。猛犸象約在500-400萬(wàn)年前起源于非洲。其后，它們向北遷移、擴(kuò)散，廣泛地分布于歐亞大陸和北美。非洲的猛犸象化石被分別歸入到早上新世的亞平額猛犸象和晚上新世—早更新世的先非洲猛犸象。前者代表了生活于非洲熱帶環(huán)境的最原始猛犸象類(lèi)型，是后期繁盛于歐亞大陸及北美的所有猛犸象的祖先；后者被認(rèn)為是前者演化出的一個(gè)僅限于非洲分布的特化旁支。

迄今為止，歐亞大陸及北美猛犸象世系演化主干上有五個(gè)被研究者廣泛接受的大陸型種：羅馬尼亞象（M.rumanus Stefanescu, 1924）、南方象（M.meridionalis Nesti,1825）、草原猛犸象（M.trogontherii Pohlig,1885）、真猛犸象（M.primigenius Blumenbach,1799）、哥倫比亞象（M.columbi Falconer,1857）。此外，歐亞大陸及北美大陸邊緣的島嶼上尚有一些小型的或侏儒化的猛犸象類(lèi)型。如日本的原始象、地中海撒丁島上的撒丁象以及美國(guó)加州Channel島上的侏儒猛犸象。

羅馬尼亞象是歐亞大陸最早的猛犸象，其正型標(biāo)本因發(fā)現(xiàn)于羅馬尼亞Dacic盆地而得名。該種在歐洲與中國(guó)首次出現(xiàn)的時(shí)間大致相同：距今約350—300萬(wàn)年前。

歐亞大陸及北美猛犸象屬（不含島嶼種）地史分布（引自魏光飚，2004）

南方象的正型標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于意大利的Upper Valdarno，因該地點(diǎn)位于歐洲南部而得名。南方象的活動(dòng)范圍僅限于歐亞大陸及其附近島嶼。

草原猛犸象是世界上體型最龐大的猛犸象。最早的草原猛犸象化石發(fā)現(xiàn)于我國(guó)泥河灣盆地馬圈溝遺址第三文化層，其時(shí)代為距今166萬(wàn)年，我國(guó)華北地區(qū)因此被認(rèn)為是該種的起源地。

真猛犸象適應(yīng)于干冷的寒帶氣候，在距今80萬(wàn)年前左右起源于西伯利亞?wèn)|北部的草原猛犸象。真猛犸象產(chǎn)生后多次向西擴(kuò)散至歐洲，向東經(jīng)白令海峽擴(kuò)散至北美，向南擴(kuò)散至中國(guó)和日本。真猛犸象的一個(gè)島嶼化類(lèi)群直至3700年前才最后絕滅。據(jù)目前掌握的資料，真猛犸象在中國(guó)東北、華北地區(qū)的首次出現(xiàn)時(shí)間很可能不早于4萬(wàn)年前，并在1.1萬(wàn)年前的末次冰期大絕滅事件中，與歐亞大陸及北美的大陸型真猛犸象一起，徹底退出了歷史舞臺(tái)。

哥倫比亞象是草原猛犸象向北擴(kuò)散至西伯利亞?wèn)|北部，經(jīng)白令海峽進(jìn)入北美并在此演化出的一個(gè)大型地方類(lèi)群，該種絕滅于1.1萬(wàn)年前的末次冰期末。

對(duì)猛犸象化石的研究，不僅可闡明猛犸象類(lèi)的系統(tǒng)關(guān)系，還可以揭示晚新生代歐亞大陸古環(huán)境、古氣候變遷的過(guò)程與模式。長(zhǎng)毛猛犸象適應(yīng)于干燥、寒冷的環(huán)境，對(duì)氣候的變化很敏感，遷移性很強(qiáng)，其化石對(duì)古環(huán)境、古氣候有極好的指示作用。因此，濟(jì)南發(fā)現(xiàn)的這件長(zhǎng)毛猛犸象標(biāo)本，對(duì)于研究該地區(qū)幾萬(wàn)年來(lái)氣候的變化，具有極為重要的科學(xué)價(jià)值。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，長(zhǎng)毛猛犸象適應(yīng)于極端寒冷氣候環(huán)境，活動(dòng)范圍介于北緯40°—75°之間，其中被歐洲專(zhuān)家確認(rèn)最南端的分布紀(jì)錄是位于北緯37°的西班牙南部的格拉納達(dá)（Granada）。但這一紀(jì)錄被中國(guó)山東濟(jì)南出土的化石打破，將長(zhǎng)毛猛犸象的分布范圍進(jìn)一步向南推進(jìn)至北緯36°。

采用加速器質(zhì)譜14C（AMS14C）測(cè)年法測(cè)定濟(jì)南長(zhǎng)毛猛犸象化石的地質(zhì)時(shí)代為距今33,150±250年。加速器質(zhì)譜14C測(cè)年法與常規(guī)14C測(cè)年法相比具有樣品用量少、靈敏度高、測(cè)量時(shí)間短等明顯優(yōu)點(diǎn)。對(duì)測(cè)定5萬(wàn)年以?xún)?nèi)的樣品，加速器質(zhì)譜14C測(cè)年法是測(cè)定精度最高的一種，能夠?yàn)椴煌貐^(qū)間標(biāo)本和氣候事件等的對(duì)比提供精確的時(shí)間框架。西班牙格拉納達(dá)長(zhǎng)毛猛犸象的年代為3.58萬(wàn)年，這與濟(jì)南標(biāo)本3.3萬(wàn)年的數(shù)據(jù)非常接近。長(zhǎng)毛猛犸象作為適應(yīng)干燥、寒冷環(huán)境的物種，它們?cè)跉W亞大陸東西兩端幾乎同時(shí)向南擴(kuò)展，表明它們記錄了歐亞大陸在此期間發(fā)生顯著的降溫事件。第四紀(jì)氣候變化的突出特點(diǎn)是全球出現(xiàn)了明顯的冰期和間冰期交替。研究表明，在整個(gè)末次冰期氣候背景下，北大西洋共發(fā)生6次強(qiáng)烈的冰川漂移事件，大規(guī)模冰山涌進(jìn)北大西洋產(chǎn)生的這6次氣候快速變冷事件，被稱(chēng)為“哈因里奇事件”（Heinrich events）。我國(guó)科學(xué)工作者根據(jù)對(duì)黃土和古土壤粒度的研究也得出與北大西洋地區(qū)相似的氣候信號(hào)，并認(rèn)為是東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度的變化所致，確立了兩地區(qū)間氣候變化的聯(lián)系。西班牙格拉納達(dá)長(zhǎng)毛猛犸象的年代與“哈因里奇事件4”（H4）（3.55萬(wàn)年前）對(duì)應(yīng)，濟(jì)南長(zhǎng)毛猛犸象化石的年代與我國(guó)黃土和古土壤的第四次粒度峰值點(diǎn)（3.35萬(wàn)年前）對(duì)應(yīng)，從而為兩地氣候變化的這種聯(lián)系提供了證據(jù)?！?/p>

中國(guó)洛川黃土-古土壤序列中粒度變化與北大西洋哈因里奇事件的年代對(duì)比（引自Porter S. C.，安芷生，1995）