邓涛：生命逐高山，远古兽类踪迹启示录

专题：2024年CC讲坛

　　由中国科学院大学校友会、北京君和创新公益基金会联合主办，主题为“和而不同，思想无界”的CC讲坛第58期演讲2024年3月3日在中国科学院大学（北京玉泉路校区）礼堂举行。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邓涛研究员出席，并以《生命逐高山，远古兽类踪迹启示录》为题发表演讲。

　　我们都知道世界上最高的高山，就在我们中国的青藏高原，大家记得珠峰的高度是多少吗？8848米。当然这有一个插曲，上一次的珠峰的测高是8444米，错了吗？没错，那次测高是把积雪刨除掉了，可是大家觉得不是越高越好吗？就像刚才我在化妆的时候，因为个子不太高，希望化妆师把我的头发吹高一点，所以说我们再次测高的时候是珠峰的实际的高度那么高，它还有另外一个名字叫做第三极。大家知道北极、南极，它们最大的一个特点就是寒冷，南极也有高峰，但是南极的高峰不超过5000米，北极是在海里没有山。所以说我们叫第三极，最重要的是因为跟北极和南极一样，非常的寒冷。

　　有的人在问，我们现在究竟是热还是冷？这个冬天不太冷，还是特别冷？全球变暖，是大家都很关心的问题，气候是波动的，实际上最大的一个波动的地区就在我们的青藏高原。8848米的珠峰，从来就是这样的吗？不是，在4.5亿年以前，我们通过化石可以证明那个时候珠峰是一片海洋，如果它们这些生物会唱歌的话，一定说我应该在海里，不应该在山里。

　　46亿年前的地球开始早期演化，到了38亿年的时候，生命出现了。到了4.5亿年前的时候，生命的形式已经变得非常的多样，这是上世纪60年代，那个时候还是黑白的照片，可以从珠峰上面剥落下来的，奥陶纪4.5亿年前的岩石里面发现，下面的这些生物，珊瑚，腕足动物，角石，角石是一种头足动物，跟我们吃的鱿鱼，章鱼是一个家族，但是它是带壳的。

　　到了2.2亿年前，从4.5亿年又过了那么长的时间，珠峰还是在海里。你是怎么知道的呢？我们继续能够找到化石的证据，而且是很大型的鱼龙化石，可以长到10米甚至更大的鱼龙。俗话说巧合全靠巧合，去年的这个时候我就在珠峰地区，这张照片可以看见我们在那个地方寻找鱼龙的化石。当然大家也会说运气不全靠运气，实际上要靠我们的艰苦的努力，我们找到了海洋生物的证据，在那个时候，整个珠峰，整个中国的南方，都被海水所淹没。流行歌有的时候也很准确，周杰伦在他的《蓝色风暴》里唱到：“洪荒世界70%都是水”这确实没错，我们在高原上找到的不断的变化就是海水。

　　到了距今1.5亿年前，海水开始慢慢的退却了，并不是完全退出青藏高原。在青藏高原的东部昌都，如果你沿着川藏公路走的话，你可以观察一下两边的红色岩石，要找到恐龙可能比较难，也许你能看见恐龙的脚印，就在公路旁边岩石的层面上。而那个时候的恐龙显示，昌都地区跟四川盆地是连在一起的，它们的恐龙是非常的相似。

　　时间继续往前推进，到了距今55个Ma，为什么要用这个词？表示百万年 megaannus，55个百万年，也就是5，500万年前，我们做地球科学研究习惯的这样的用法。

　　这个时候发生了一次非常重要的地质的运动，我们可以说是史上最强烈的一次追尾，印度板块撞上了欧亚板块，造成了喜马拉雅山的逐渐的隆升。这个隆升是一蹴而就，就变成今天的8848米的高峰吗？其实不是。我们在青藏高原的两侧找到了巨犀的化石，巨大的犀牛有多么的巨大？可以看看上面的那张图，那是我们的一个技术人员在修复化石，而他面前的化石是巨犀的第二个颈椎，这一节颈椎比我们一米八几的小伙子看起来还要庞大。巨犀的体重我们经过详细的计算能达到24吨，可能大家也没什么概念，24吨有多大？今天最大的陆地上的哺乳动物是大象，非洲象比亚洲象更大，而在非洲象里面最大的个体，体重能达到6吨，24吨的巨犀相当于4头最大的非洲象的体重。这么大的巨犀它们却在青藏高原的两边都有分布，我们现在要去登珠峰，普通人去不了的，要翻越喜马拉雅山也非常的困难，而那个时候巨犀怎么能越过去呢？ 实际上我们知道，在那个时候有很多低海拔的通道，其中最重要的通道，我们把它叫做中央谷地在青藏高原。

　　巨犀在那个时候，是哪个时候？2，650万年前的时候，它们还可以穿过青藏高原，它们就像歌里唱到的“我曾经跨过山和大海”大海就是古地中海，或者我们把它叫做古特提斯洋，它一直延伸到塔里木盆地，所以说它们可以沿着这样的路线在高原上穿梭。

　　什么时候变成了真正的高原，或者说已经有了非常高的海拔？我们都有经验，大家如果去西藏，非常担心的是高原反应，什么时候或者什么样的海拔高度会有严重的高原反应，或者是比较明显的高原反应呢？3000米，如果大概2000多米的地方还无所谓，还可以克服一下，但是到了3000米高原反应变得非常明显。而青藏高原在距今2000多万年以前，从2，600万年到2，100万年的阶段，青藏高原已经达到了3000米的高度。我们从这张图上可以看得出来，在2，000万年以前，这个地方还是一个热带或亚热带的生态的体系，有很多热带的鱼，热带的植物，比如说棕榈树在这生长。

　　到了3000米的时候，已经变成了高山的针叶林，鱼类变成了裂腹鱼，那是今天青藏高原最典型的高原的鱼类。大家听这个名字裂腹鱼，肚子开着口不感染吗？实际上科学家有时候也很幽默，因为裂腹鱼在它的腹部有两排很大的鳞片，像我们的衣服一样，中间有一条缝双排扣的，所以把它很形象的叫做裂腹鱼。我们就在2，000万年前的地层里面，找到了裂腹鱼的化石，那些早期的热带鱼类，棕榈树都消失了，所以说我们知道在2，000万年的时候，青藏高原已经达到了3000米的这样的高度。

　　3000米的高度会造成什么样的结果？大家知道，我们的西北地区都是一个干旱的地区，干旱是因为没有足够的降水，没有大洋送来的湿润的空气，太平洋过来太远了，印度洋过来，3000米的高度把暖湿气流阻挡住了。于是我们的西北包括整个的中亚的内陆，变成一个干旱的地区。有人问你怎么知道是干旱的？我们有证据，我们看化石。这是一个牛科的动物，或者叫牛超科，包括了麝跟牛这两种，它们有了最开始出现的角，头上长角，而牛长角是为了什么？它们之间也会争斗，如果说是一个湿润的环境，有很多的植被，有草有树，它们不用抢，有足够的吃的。 可是如果变成一个干旱的环境，比如说到了1，970万年到1，700万年之间，我们在阿尔金山，青藏高原的北缘，祁连山中段的这个地方，我们可以找到这个的化石，说明它有角。而且角首先发育在雄性个体的身上，它们要打斗，为什么打斗？它们要争夺草场。不是自己吃饱就够了吗？但是它们不是一人吃饱全家不饿，这样的偶蹄动物，都有一个家族，是一雄多雌的，还有很多它们的后代，所以它要占领草场，雄性之间就会发生争斗，它的角开始出现了。

　　我们来看另外一个很有意思的例子，就是到了1，700万年前的时候，我们找到了早期的长颈鹿。长颈鹿为什么会长长脖子？很多人都以为甚至拉马克、达尔文，进化论的先驱，他们都以为是为了吃高处的树叶。大家看非洲草原，稀树草原很漂亮的金合欢树，就长颈鹿能够得着。可是也有人提出疑问，满地都是草不吃，干嘛非得伸长脖子，去吃稀树稀稀拉拉的几棵树？我们新的发现证明这种长颈鹿头上有个独角，最重要的是我们用力学的方法，来分析了这种长颈鹿，它是最善于头撞头的。左边这张图是我们发现的这种长颈鹿，它的力学的分析。右边最上面两张图，我们把它的有些的结构，比如说它颈椎给它缩小了，那一撞就断掉了。它们为什么也要打斗呢？那就是刚才我们说的原因，干旱。我们看右边的两张复原图，如果是一个水草丰茂的环境，大家都有草吃不用抢。如果是上面的那种干旱化的环境，那不仅为了自己抢，雄性还要为它们的家族占领一片草场。我们把这样的化石命名叫獬豸盘角鹿，盘角是它的头上有一个圆盘状的独角，獬豸是中国传说里面一种独角的神兽，我们也希望通过科学研究用这样的命名来弘弘扬中华的文化，所以我们把它叫做獬豸盘角鹿。

　　为什么会长长的脖子？大家看我们的古代有很多的兵器，比如说流星锤，如果把手很短的话，够得到对方吗？够不着，所以说它们发展了更长的，更强壮的脖子，能更好的来跟另外一个雄性之间进行争斗。到了后来脖子越变越长，吃高处的树叶是一个附带的作用，不是为了吃树叶，把脖子长长了。

　　大家说你只是讲了一两个例子，还有更重大的意义吗？太重要了。夏天我们经常会看，电视台转播非洲草原的动物大迁徙，迁徙是为了什么呢？寻找水源，它们也是逐水草而居，为什么会老要迁徙呢？因为非洲大草原也是一个干旱化的地区，但是非洲的那些动物，大多数只能在非洲追溯到700万年以前，当然也有一些本地的起源的，比如大象，它是在非洲起源的，可更多的类型，我们在青藏高原的北缘在1，000万年前的时候，比非洲早了300万年，这些类型就已经出现了，比如说黑犀牛，比如说非洲的很多的羚羊，我们可以追踪到它们在青藏高原的北缘先出现。这样一个变干的环境，随着全球的变化，很多地方都变干的时候，在这个地方先适应了环境的动物，它们取得了优势。我们还可以看更多的例子，这是一种蟒蛇，我们在青藏高原的北缘，找到了它们的化石。蟒蛇在非洲的撒哈拉沙漠分布，可是他的祖先可以在非洲跟我们的青藏高原北缘之间来回的迁徙。

　　我们再看一个例子，这种化石有一个现生的亲戚叫做沙鸡。大家经常说母爱非常伟大，这种沙鸡它表示父爱同样的伟大，为什么呢？在干旱的环境里面，我们这个复原图大家可以看，正在低头喝水的是三个雌性的沙鸡，而没喝水，把胸部放到水里的是雄性的沙鸡，因为水源地有很多猛兽也会在这来喝水，它们胸前的羽毛已经变成一个海绵样的会吸水，然后它们会飞一二十公里，到了一个安全的，它们的巢穴，用这个胸前带回去的水，来抚育它们的幼畜。

　　我们继续时间往前推进，到了六个百万年的时候，我们找到了另外一种鸟类的化石，这是一种猫头鹰，它叫日行猫头鹰。它为什么会在白天活动呢？是因为青藏高原到了六个百万年的时候，已经变成了高原，刚才我们说的高原寒冷，晚上就更寒冷，猫头鹰它们要吃的这些猎物，那些老鼠，还有鼠兔，晚上不出来活动了，所以说它只好在白天狩猎。

　　而今天这样的白天活动的猫头鹰，如哈利波特上面有一个雪鸮，它叫什么名字？海德薇是吧。它就是生活在北极的，白天活动的猫头鹰，它们的祖先来自于青藏高原，因为青藏高原先进入了寒冷的环境。

　　我们再来看藏羚羊是一个更典型的高原的动物，现在还在青藏高原生活。右边是藏羚羊的角，大家觉得左边画的藏羚角不是这么长吗？我今天给大家带来一件标本，这是距今700万年前的一对羚羊角。牛科的动物，它们的角是角质的，但是它的角心部分是骨质的，角质的部分，死亡以后就像我们人的指甲盖一样，就腐烂了，不能保存化石，它的骨质的部分可以形成化石，给我们留下了。如果大家再去博物馆，看见很大的牛科动物的角，一定说：“哇，这么大”，其实你应该再“哇”一声，因为它在活的时候，这个角心上还套着一个更大的角。我们知道700万年的时候，它们的祖先还生活在青藏高原的北缘，比如说柴达木盆地。到了500万年的时候，它们进入了高原，为什么呢？因为青藏高原达到了现在的高度，我放了一张图，大家觉得可能太复杂，其实很简单的一个道理，高原的植被是垂直分带的，下面是阔叶林，然后是针阔混交林，海拔在上升，变成了针叶林，再高，树没有了，变成高山的草甸。我们找到的马的化石，脚上有三个脚趾头的三趾马，它是一种生活在开阔的高山草甸地带的三趾马。有人会问你怎么知道它生活在高山草甸，又没拍一张照片留下来？我们分析了它的运动功能，它是一种快速奔跑的马，如果在森林里，跑不快，森林太茂密了，一启动就撞树上了，必须在开阔地方才跑得快。它为什么要跑得快呢？是因为它们要逃避敌害，没有地方躲藏。所以我们经过详细的分析，能证明在距今460万年大约500万年前的时候，青藏高原达到了现代的高度，而达到现代高度以后就进入了冰冻圈，真正适宜雪地生活的这些动物就出现了，我们在高原上找到了披毛犀，身披长毛，跟我们的长毛象一样，它们都是冰河世纪最典型的动物。

　　可是以前也包括达尔文，他们按照合理的推断，觉得这些冰期动物应该是在北极圈起来的，但是在距今500万年前的时候，北极的年平均温度可以达到8℃，比现在暖和多了。那个时候最冷的，是已经到现在高度的青藏高原，年平均温度是0℃，在这样的地区耐寒的动物出现了。等到距今260万年前全球都变冷的时候，它们走出了高原，扩大了它的分布的范围。这个时候我们可以用一首歌来形容，雪花铺满地，生怕窗外枫叶已结成冰。那么全球都变冷了，更多耐寒的动物出现了，比如雪豹，我们在高原上找到了它们将近600万年前的祖先的化石。大型的猫科动物，我们把它叫做豹亚科，包括狮子，老虎，豹是最原始的，它们在青藏高原出现了，它的后代跟刚才一样全球变冷了，它们到处扩散，分布到了其他的地区。

　　我们还可以看见盘羊，它们的后代甚至越过了白令海峡，因为冰期的时候海水大量结冰，海平面就下降了，白令海峡就露出了海面变成一个陆桥，盘羊一直可以跑到阿拉斯加，跑到加拿大，跑到美国，所以说青藏高原，在生物多样性中非常非常重要的作用。

　　我们再来看一个很可爱的动物，北极狐，它们在冬天的时候毛色会变成纯白的，在雪地里便于隐藏。我们找到了在500万年前它们的祖先，也在青藏高原。等到后来全球变冷了以后，它们才扩散到了欧亚大陆的北部。现在全球又变暖了，所以它们在北极生活着，而和它有亲缘关系的兄弟藏狐，还在青藏高原待着。

　　4，000万年前的时候，还有很多热带的甚至榕树，在青藏高原，那个时候海拔只有1000米。到了3，000万年前的时候，达到了2000米，但是巨犀仍然可以穿过，因为那个时候还有棕榈树，还有热带的鱼。到了距今2，000万年，那个时候变成针叶林，那些鱼都是冷水的鱼，犀牛变成很小的体型，还在这个地方生活着。而到了距今500万年前，海拔达到了4000米高度，进入了冰冻圈，只有长长毛的披毛犀，那些雪豹，盘羊，藏狐、北极狐，它们的祖先才在高原上的生活。

　　大家说你讲了半天，一开始不是说我们人很关心全球变化吗？我们的人怎么还没出场？因为在1万年以前叫旧石器时代，实际上人在地球上并没有统治地位，一直到了新石器时代，冰期结束的时候，人类有了飞快的发展。你看看他们的武器有弓箭、有长矛，他们把那些大型的动物都逼的没有什么活路了，甚至用猛犸象的象牙来搭他们的窝棚，太奢侈了，但对当时来讲那些对他们来讲都没有用处。

　　最后给大家一个启示，实际上地球的温度有非常强的波动，今天全球海水的表面温度大概是14.5℃，而在5，600万年前的时候，甚至温度比现在高10℃。那个时候怎么不担心全球变得太暖了？是因为我们前面的标尺是百万年。看我们的人类社会，从1850年到现在不是太久的时间，温度有明显的上升。从一开始是历史的记录，然后从模型的预测到2020年，模型预测的非常的准确，所以说我们担心未来会不会更暖。比如说悲观的认为到2200年会达到比现在高 8~9℃，最乐观的也就是我们现在经常说的2.6±1.4℃。实际上我们知道自然界有波动，但是它的变化速率是相对比较慢的，生物可以慢慢的适应，当然不是所有的都能慢慢适应，很多生态系统会逐渐变换。可是我们现在变得太快了，它来不及适应，还不说它传宗接代，在这一代它都没来得及适应，就被热死了。

　　当然我们也要生活在地球上，我们也要使用能源，我们也要排放。看我们国家的政策，我们叫碳达峰，然后碳中和，就是说达到峰值以后，我们要让它逐渐的降低，这个是对我们人类，赖以生存的地球生态环境很好的一个保护。当然我们也会在适度的范围之内，保持我们舒适或者更加美好的生活。但是我们合理的利用能源，给我们的世界留下足够的空间。所以说我们要关心我们的生态的环境，关心我们的气候变化，我们可以从历史的记录里面得到很多的启示。

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责任编辑：梁斌 SF055