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甘肃天水武山地区的中新世哺乳动物群
2017-10-09 | 编辑: | 【

  中国的中中新世,环境迎来了一个重大的转折时期,哺乳动物迅速发展。1928年,美国自然历史博物馆领导的中亚考察队在中国内蒙古境内发现了第一个中中新世哺乳动物化石点,中国中中新世哺乳动物的系统研究也从此发端。经过几代人的不懈努力,中国境内共发现十七个重要的中中新世哺乳动物群,在中国中中新世哺乳动物演化以及环境演变等方面取得卓越成果。现如今,这一领域新的研究成果仍在不断出现。 

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究团队与兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室王修喜副教授课题组合作,在甘肃天水武山地区的杨坪、南峪和康坪等三个时代不同的地点发现中新世哺乳动物群化石,其中绝大部分为来自南峪和康坪的中中新世哺乳动物化石,这些化石的发现对于中国中中新世哺乳动物的演化、生物年代学以及动物地理方面的研究均有着重大意义。以古脊椎动物与古人类研究所博士生孙博阳为第一作者,王世骐研究员为通讯作者的这一研究成果近期在线发表于国际学术期刊Paleoworld(《古生物世界》)上。 

  该研究所报道的三个地点之中,杨坪地点的层位最低,该地点发现嵌齿象类臼齿残片一枚,鉴定为嵌齿象未定种(cf. Gomphotherium sp.)。该材料虽然破损严重,但从残留的齿柱结构仍可判断该个体应为一非常原始类型,年代约为早中新世。而根据本文第二作者此前所组织的古地磁工作分析结果,该地区年代为21-20 Ma,与牙齿形态所推断的年代一致。因此,杨坪的这一发现为亚洲迄今(除南亚次大陆外)最早的长鼻类化石记录。 

  南峪地点的层位高于杨坪地点。此前该地点有报道的化石类群有维曼嵌齿象(Gomphotherium wimani)和光辉小古麝相似种(Micromeryx cf. flourensianus),表明其时代为中中新世早期(MN615-13.5 Ma)。此次发现的新材料为中国典型MN6时期铲齿象类同心铲齿象近亲种(Platybelodon aff. tongxinensis)的下第三臼齿和肱骨,再次确认了该地点的年代。而该枚肱骨化石为同心铲齿象肱骨的首次发现,使得该类群的头后骨骼特征可以与其他长鼻类进行对比。将不同类群的长鼻类肱骨进行对比之后发现,由于长鼻类在演化过程中体型呈增大趋势,长鼻类各类群的站立姿势出现变化,肱骨的粗壮程度也随着呈现增长的趋势,这一趋势在铲齿象类中表现也较为明显。 

  康坪地点的层位在三个地点当中为最高,发现的化石材料也最为丰富,共发现嵌齿象科、犀科、猪科和牛科四个类群。嵌齿象科材料均为牙齿,鉴定为葛氏铲齿象(Platybelodon grangeri),确定了康坪地点的年代应为中中新世晚期(MN7/813.5-11.1 Ma)。犀科材料为一带有臼齿的上颌骨残段和一枚上第三臼齿,形态独特,有着非常特化的次级褶皱,与以往发现的中中新世板齿犀类材料差异显著,故鉴定为一新种,武山西班牙犀(Hispanotherium wushanense sp. nov.)。武山西班牙犀高度特化的形态表明其较晚的年代,与之前对康坪地点年代的判断相符。该新种的发现揭示了西班牙犀类在中中新世时期的适应辐射。内蒙古地区生活的通古尔西班牙犀体型巨大,武山西班牙犀的牙齿高度复杂化,这是两个不同的演化方向。而奇蹄类的其他成员中也有类似的现象。上新世时期三趾马中的山西近三趾马(Hipparion Plesiohipparion shanxiense)表现为体型巨大,黄河近三趾马(Hipparion Plesiohipparion huangheense)表现为牙齿高度复杂化。中国的中中新世和上新世都处于气候暖期,可见在环境适宜时产生不同方向的适应辐射在奇蹄类当中是较为普遍的现象。猪科材料为咬合在一起的残破上下颌骨,牙齿磨蚀非常严重,鉴定为库班猪未定种(Kubanocerus sp.)。该个体体型较小,与民和库班猪(Kubanocerus minheensis)较为相近。中中新世中后期,中国陆续出现体型较小的利齿猪类,如利齿猪和小型库班猪,这可能是猪科为了避免过分竞争而向不同生态位发展的一种策略。牛科材料绝大部分为牙齿,鉴定为可可买登土耳其羊相似种(Turcocerus cf. kekemaidengensis),该种首次发现于新疆可可买登地区,是生活在中中新世晚期(MN7/8)的一种小型的土耳其羊。中国的土耳其羊分布呈现出一个有趣的现象,即东部地区基本为体型较大类群,西部地区为体型较小类群。曾有研究者提出,中国中中新世时期的环境呈现东西分界的格局,东部以森林为主,西部以草原为主。土耳其羊的分布情况很可能与此关系密切。内蒙古的通古尔地区在相同地点发现了大小两种体型的土耳其羊。有研究者指出内蒙古大庙地区为森林和草原相间分布的区域。而通古尔与大庙相距不远,很可能是同样的森林与草原共存的过渡环境,为两种体型的土耳其羊提供了适宜的生存环境。    

  本研究由国家自然科学基金重点项目、科技部重大基础研究前期研究专项基金、全国地层委员会项目、中国科学院先导培育项目和中国科学院前沿科学重点研究项目资助。

    原文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1871174X17300549

1. 武山中新世动物群的地理位置及地质概况(孙博阳供图) 

2. 武山地区长鼻类化石材料:杨坪地点嵌齿象未定种臼齿(AB);南峪地点同心铲齿象近亲种臼齿(C)及肱骨(FG);康坪地点葛氏铲齿象牙齿(DE)(孙博阳供图)

3. 长鼻类肱骨粗壮程度对比(孙博阳供图)

 

4. 康坪地点新种武山西班牙犀材料图片及素描图(孙博阳供图)

 

5. 康坪地点库班猪未定种下颌(孙博阳供图)

 

6. 康坪地点可可买登土耳其羊相似种颊齿(孙博阳供图)

 

 
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◎ 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
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