《环球科学》：尘封3000万年的南美动物王国

火山爆发

　　撰文　约翰·J·弗林(John J.Flynn)

　　安德烈·R·怀斯(AndréR. Wyss)

　　雷纳尔多·沙里耶(Reynaldo Charrier)

　　翻译　李罡

　　一座座火山矗立在草原旁边，山上覆盖着厚厚的白雪。在火山脚下的草原上，一对似马非马的有蹄类食草动物、一头长得像羚羊的南美有蹄类动物和一只地懒安静地吃着鲜草。离它们不远的地方，一只栗鼠和一个类似老鼠的有袋类动物惬意地啃食着种子。突然，一座火山爆发了，岩浆沿着陡峭的山坡呼啸而下，冲到了草原上，这群动物没有来得及作出任何反应，就被厚厚的火山灰掩埋了。

　　对于葬身火山灰下的生灵来说，火山爆发是一场巨大的灾难，但对于古生物学，它却做出了不小的贡献。千百万年悄然流逝，动物尸骸变成了一具具骨骼化石。由于地壳变迁，在造山运动和侵蚀的双重作用下，这些化石最终“栖息”在智利中部的安第斯山脉上。1988年，我们小组在智利廷格里里卡河(Tinguiririca River，毗邻阿根廷边界)的高山河谷寻找

恐龙遗迹时，意外发现了第一块哺乳动物骨骼化石，而且对骨骼化石的初次发掘就收获颇丰，此后，我们每年都会返回这里深度发掘。迄今为止，在安第斯山脉的几十处地点，我们已经挖掘出1,500多件古老哺乳动物的化石标本。

　　采集到的化石标本越来越多，我们着手对这些标本进行实验室分析。随着研究的深入，鲜为人知的南美史前哺乳动物渐渐呈现在我们面前。令我们惊讶的是，骨骼化石的“主人”大约生活在4,000万～1,000万年以前，而我们本来以为，能在这里找到更古老的化石。以前，科学家对南美哺乳动物种系演化的历史知之甚少。对于南美一些重要迁徙种群的由来，科学家一直争论不休，不过，这些化石的出土让这段模糊的历史豁然清晰。我们对当时南美的生态系统以及山脉出现时间的看法，也因为动物骨骼化石而发生巨大的改变。

　　意外的发现

　　科学家来到智利的廷格里里卡河发掘恐龙化石。他们没有找到恐龙化石，却意外发现了南美史前哺乳动物的化石。这一发现揭开了一场大规模考古的序幕。

　　科学家对南美史前哺乳动物的了解，大都来源于南美南部地区(主要是巴塔哥尼亚地区)出土的化石。在这些地区，很多页岩(shale)、砂岩(sandstone)和河流的硬化沉积物露出地表，这些岩石都是动物化石的典型“栖身场所”。在我们首次造访智利之前，从来没有研究人员在那里系统地搜寻过陆生动物化石。因为那里的岩石主要是火山岩，人们认为火山熔岩(lava)和火山喷发物的温度太高，来势凶猛，很难妥善保存生物遗迹。

　　我们前去智利，是因为一篇报道宣称，廷格里里卡河谷残留有恐龙的脚印。获悉这一消息后，我们决定去碰碰运气，说不定那里真的蕴藏着不少恐龙化石。据地质学家估计，在安第斯山脉的主脊上，很多岩石的历史可以追溯到6,500万～1亿年之前，当时正处于中生代后期，是恐龙的极盛时期。经验告诉我们，保存脚印的沉积物很可能就含有脚印“主人”的骨骼化石。如果确实走运，再加上一双“慧眼”，我们或许还会发现与恐龙同时代的动物化石。

　　1988年，我们进行了为期一周的勘查，在勘查的最后一天，我们4个人分成了两个小组，分别在廷格里里卡河两岸陡峭的山坡上寻找化石。北岸的两个人一去就发现了含有恐龙足迹的岩层，然后他们继续向上攀爬，寻找可能含有化石的沉积物。这一次，他们只发现了鱼、菊石(ammonite)等海洋生物的化石，爬行类和哺乳动物的化石杳无踪迹。河对面的两名成员也没有值得称道的发现，同样沮丧不已。傍晚，我们来到了距河谷底部1,000米高的地方，这是一片红褐色的火山灰沉积物，正是在这里的发现，一下子就把我们的情绪推向了高潮：因为风雨的侵蚀，一些骨骼和牙齿碎片的化石露了出来！经过仔细辨认，这些化石的“主人”应该是陆生脊椎动物，个头大概与小型马相当。

　　一开始，我们假定这些化石和山脊上的岩石是同一时代的产物，留下化石的动物不是奇特的恐龙，就是某种体型奇异的中生代动物。但这些牙齿化石不仅复杂而且分化程度颇高，高冠、顶平、多面的臼齿等特征只有在哺乳动物的牙齿上才能找到。而且，这些哺乳动物个体大，进化程度高，根本不可能出现在5,000万年以前。很明显，地质学家估计的岩层年代存在巨大的误差。后来的分析肯定了我们的推测，这些新发现的化石应该出自新生代。这个一直延续至今的地质年代开始于6,500万年前，也就是非鸟类恐龙灭绝的时刻(鸟类是兽脚类恐龙的后代，可以算是存活至今的一个恐龙种群)。

　　南美大陆的古老哺乳动物

　　科学家发现的哺乳动物化石越来越多，南美哺乳动物的悠久历史越来越清晰地呈现在人们面前。而且伴随着某些化石的出现，一段尘封了3,000多万年的历史首次为人类所知……

　　对我们来说，发现任何种类的化石都是具有轰动性的新闻。更何况上述化石来自于哺乳动物，还出乎预料的“年轻”，这样的收获令我们决定，在下一个野外考察季节集中勘查这一地点。每年春天，通往廷格里里卡河谷的小路都会被洪水冲毁，等到夏天高山积雪融化得差不多时，再由当地政府出面修复。1989年1月(南半球的夏天)，当小路重新贯通之后，我们又回到了廷格里里卡河谷。在一个阳光明媚的早上，我们一行7人，带着完整的考察装备，来到了发掘化石的地点。迅速卸下行装，在小溪旁搭起帐篷，开始寻找化石。

　　我们在山坡上的搜寻工作刚刚开始，就发现了一些骨骼和牙齿碎片的化石。一个头骨化石从一块土豆大小的岩石两端穿出，先不说其他特征，单是看到那对下颚骨，我们就知道这个头骨肯定属于哺乳动物(爬行类下颚骨由多块不成对的骨头构成)。随后，我们确定了这个动物身份：南美有蹄类哺乳动物中的一个新物种。南美有蹄类动物是一个很大的种群，它们的个体大小介于兔子和河马之间，已经消失了近百万年的时间。我们这次发现的新物种可能与羚羊比较相似，而在前一年发现的牙齿，可能出自犀牛类的有蹄类哺乳动物。在廷格里里卡地区的前3次野外考察中，我们总共发现了300件化石标本，包括多种有袋类动物、早期树懒、犰狳以及类似南美栗鼠的啮齿类动物。

　　也许要在多年以后，人们才会意识到我们的发现有多么重要的意义，但在当时，我们立刻就意识到，在这里的发现将揭开一些重大秘密。透过新发现的化石标本，我们将看到南美现有哺乳动物的悠久历史，比如树懒、猴子、食蚁动物、南美栗鼠等。这些南美洲特有的哺乳动物(包括我们在廷格里里卡河谷发现的新物种)的祖先，可能在南美大陆还是个孤岛的时候就已经进化出来了。在过去的8,000万年里，随着泛大陆以及其南部冈瓦纳古陆的解体，板块运动使南美大陆与其他大陆分离开来。这种长期的地理隔绝孕育了南美大陆上独有的哺乳动物，只有它们能适应这里奇特的自然环境，就像今天生活在澳大利亚的鸭嘴兽(platy pus)、树袋熊(koala)以及

马达加斯加岛的狐猴(lemur)一样。南美的现代哺乳动物有着非同寻常的祖先，比如善于跳跃的有袋类动物，长着剑齿的有袋类“猫科动物”，尾巴粗大的犰狳“堂兄”、体大如熊的啮齿类动物、体大如象的树懒、擅长在海里游泳的树懒等。

　　在此之前，科学家在巴塔哥尼亚等地区发现的化石，或多或少地透露了一些南美现有哺乳动物祖先的故事，但许多关键信息仍然缺失。例如，树懒、食蚁动物和许多现已灭绝的外来种系(比如某些有袋类动物和南美有蹄动物)一样，早在4,000万年前就出现了。但能够代表南美哺乳动物发展史的第2个阶段，即4,000万～3,000万年前的那段时间的动物化石，却一直没有发现。最让我们兴奋的是，我们发现廷格里里卡河谷的动物化石，正是生活在这个时间段的哺乳动物遗留下来的，暗藏着一段尘封了数千万年的历史。

　　古生物学家推测，在化石记录的这段神秘历史里，南美大陆的很多独有种系经历了爆炸式发展，迅速走向多样化。我们搜集的化石包括了最早的几个南美有蹄类动物种群，代表了至少25种哺乳动物，以科学眼光来看，几乎全是新的物种。在这一时期，南美大陆还出现了啮齿类和灵长类动物，而这两种动物并非南美的“土著居民”。