见证世界屋脊拔地而起的古哺乳动物

每一幢摩天大楼都是一层层建设的，我们可以用相机记录它从打地基到拔地而起的全过程，而一张张照片拍摄的日期则是构成了一个时间轴。与之类似，当今世界最高的高原，有着“世界屋脊”美誉的青藏高原也有一个拔地而起的过程，只不过这个过程无比漫长，其开始的时间也远远早于人类出现的时间，那我们如何去追溯呢？其实大自然已经通过特殊的形式将这一切写进了地球的史书，史书的书页就是岩层，而岩层中的化石就是书中的重要文字。在青藏高原北缘的准噶尔盆地、东北缘的临夏盆地以及南部的札达盆地，科学家找到大量的哺乳动物化石，它们不仅是地球历史的墓志铭，更是青藏高原拔地而起的见证者，而它们的生活时代则构成了一个大的时间轴。

 

 

这些沉睡在岩层中几百万乃至上千万年的化石和青藏高原隆升有何关系呢？这其实涉及两大问题，一是生物与环境的关系，二是青藏高原隆升造成的环境效应。

生命与环境关系密切而复杂。除了少数生物外，多数生物生存对温度、降水、气压或水压、盐度等是有要求的，而且很多要求严苛。这也决定了很多生物只生活在特定环境中。此外，对于适应多种环境的同一类，甚至是同一种生物，在不同的生境中身体结构会呈现差异性，这是自然选择的结果。因此，当我们在岩层中找到化石，并鉴定出其种类，根据今天同种或同类生物的生活环境，我们就可以推出化石发现点在某个时期的古环境，而如果这个化石点恰好位于青藏高原内部或周边，那么这个古环境信息就能为科学家研究高原的隆升过程提供珍贵的数据资料。

 

 

青藏高原虽然是现在最高的高原，但是几千万年前，它还是一片大海。它经历了沧海桑田的变化，从初步崭露头角，再到长成巨人，这个过程不仅对于高原内部的环境产生重大影响，而且对周边的环境也产生影响，其中对于气温和降水的影响无疑是巨大的。海拔越高，气温越低，因此随着高原的隆升，动物群的面貌总体呈现从适应温暖环境动物群向适应寒冷环境动物群的过渡。此外，青藏高原隆升到一定高度，不仅阻断了来自印度洋的暖湿空气，使得青藏高原北缘变干，还使得动物交流受到阻隔，使得高原南北两侧的动物群差异越来越大。这在化石的形态结构以及分布上会有所显现。

 

 

以甘肃和政为主要化石点的临夏盆地从3000万年前的渐新世到1.2万年前的更新世都是古哺乳动物的乐园。哺乳动物对于环境的变化敏感，而临夏盆地地处青藏高原东北缘，受到高原隆升的影响，其环境发生了巨大变化，这也导致该地区先后出现了以巨犀、铲齿象、三趾马和真马为代表的四个动物群。

在3000万年前的渐新世时期，虽然高原有一定隆升，但是高度有限，临夏盆地为温暖湿润的森林环境，兼有一些开阔地带。体型和食量巨大的巨犀在这里享受着悠闲的生活，它们身高7米，头骨长度超过1.2米，推测其体重为24吨。它们和现生犀牛的区别在于其颈部较长，因此其站立时不像现代犀牛那样水平延展，而是像马那样向前上方延伸。它们的齿冠很低，构造简单而原始，因此推断其以柔嫩多汁的植物叶、茎为食。在青藏高原南缘的巴基斯坦也发现了同时期的巨犀化石，这也佐证了当时隆升高度还不足以阻断巨犀的迁徙和交流。

 

 

之后临夏盆地经历了一个干湿周期轮回，在大约1500万年前以铲齿象为代表的第二个动物群开始在临夏盆地繁育。铲齿象的特点就是其特有的铲状下颌，因此其进食方式很可能用鼻子卷住植物，用下颌铲断。此外，有学者发现了铲齿象的颊齿具有研磨剪切结构，适合咀嚼掺杂少量泥沙的短纤维水生植物，因此推断其生活环境有丰富的水体。虽然环境优越，但是和巨犀不同的是，铲齿象在青藏高原北缘大量被发现，而在青藏高原南侧的印巴地区却没有踪迹，这显示高原隆升到足以阻隔动物迁徙扩散的高度。

在距今1200万年的中新世晚期，地球经历了气候剧变，加之高原进一步隆升的影响，临夏地区气候变干，成为温带稀树草原，这种环境适合三趾马的生存，于是和政第三个动物群——三趾马动物群在此出现。三趾马是马进化中的重要一环，它们是从草原古马演化而来，为了适应草原的生活环境，三趾马相比其祖先拥有更强的跑动能力。值得一提的是，在我国北方很多地区分布的含有三趾马化石及其伴随生物化石的红土层，一些学者根据该红土层的粒度主要为粉砂、黏土级别认为该红土主要为风力搬运和沉降的结果，代表气候变干变热，而气候变干与青藏高原的阻隔作用的相关性还在进一步研究中。和三趾马同时生活的还有一种“似羊非羊”的动物，和今天的北美麝牛很接近，这就是和政羊。

 

 

 

 

随着青藏高原进一步隆升，加之第四纪时期气候进一步变冷变干，临夏地区转为寒冷干旷的草原环境，几乎没有高大的植物，因此对于马类来说它们的面部需要变得更长，从而方便取食低矮的草本植物。此时真马动物群便取代了三趾马动物群。在和政发现的埃氏马是真马的代表，它有一张大长脸和一排有利于咀嚼干冷环境中生长的少汁多纤维植物的颊齿列为特征。这种特征适应变干变冷的环境，因而它们成为了这片地区的“新主人”。

从临夏盆地四大动物群的演替来看，其环境总体从温暖湿润向寒冷干燥转变，虽然有全球性气候波动的影响，但是高原隆升是重要原因，因而这里成为了青藏高原演化研究的重要地点。

 

 

准噶尔盆地位于青藏高原北缘，广泛分布有新近纪地层，特别是乌伦古河流域发育的哈拉玛盖组和可可买登组沉积岩层中出土了大量的新近纪古哺乳动物，按所在岩层分别命名为哈拉玛盖动物群和可可买登动物群。科学家通过沉积环境结合古哺乳动物组合，发现在新近纪这里有变热变干的趋势，这与青藏高原隆升阻挡湿润气流并在北缘背风坡形成焚风效应密切相关。

 

 

哈拉玛盖动物群埋藏在一套灰白色含砾砂岩夹灰绿色泥质粉砂岩的河湖相沉积岩层中，以柄杯鹿类的爆发为特征，而最具环境特征的一种动物为獬豸盘角鹿（Discokeyx xiezhi）。獬豸盘角鹿是一种远古时期的长颈鹿，它们生活在半干旱草原环境中。它们身体结构的一大典型特征是头骨有增厚的趋势，脖子变得又粗又长，这种身体结构说明其同类间展开残酷的生存和求偶竞争。为争夺配偶，雄性盘角鹿之间会相互顶撞和用颈部相互撞击。古生物学家认为，这种同种间的极端竞争与准噶尔地区变干，致使环境恶化，从而使獬豸盘角鹿的生态位边缘化有关。可可买登组动物群时代比哈拉玛盖动物群要晚，其生物多样性程度进一步下降，可可买登土耳其羊和格氏铲齿象是在此出土的代表性化石，而哈拉玛盖组中的豕棱齿象、原直齿象等在可可买登组中已消失或非常稀少，且化石埋藏于一套河流冲积形成的岩层，表明当时的气候进一步变干。这也是青藏高原进一步隆升导致的水汽阻隔以及背风坡下沉气流的干旱效应所致。

 

 

进入第四纪以来，地球出现过极寒的天气，就像动画电影《冰河世纪》中描绘的那样，猛犸象、披毛犀、雪豹、北极狐等寒冷生物群粉墨登场，成为世界的主宰。

关于这些冰期动物的起源地，达尔文曾认为它们起源于北极地区，随着冰川的南移而扩展到全球，但是这一观点随着西藏披毛犀的发现而被逐步修正。西藏披毛犀发现于青藏高原南部的札达盆地，生活在距今400万～300万年间，其头骨具有较长的面部，粗糙面占据了整个鼻骨背面，由此指示它在活着的时候具有一只巨大的鼻角。额骨上一个宽而低的隆起指示它还有一只较小的额角。西藏披毛犀的时代不仅是披毛犀中最早的，而且其形态结构也相当原始，说明青藏高原是披毛犀的“老家”。

 

 

西藏披毛犀并非唯一一种起源于青藏高原的冰期动物。在札达盆地还发现了貉、北极狐、雪豹、獾、鼬、豹鬣狗、札达三趾马、祖鹿、盘羊、旋角羚、库羊、嵌齿象等动物化石，其中盘羊与其北美的冰期动物亲戚加拿大盘羊具有系统发育的联系。这些化石表明青藏高原的隆升会形成一个冰期动物的训练场，随着全球气候转冷它们从青藏高原扩展到世界其他地区。

总之，青藏高原及周边的古动物群是揭开高原隆升的一把密钥，甘肃临夏盆地、新疆准噶尔盆地以及西藏札达盆地的大量哺乳动物化石正是这样的密钥，它们为青藏高原的研究提供了珍贵材料。