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[圖文]哺乳動物借助古代洋流大規模移民

2014年10月09日 考古發現-長篇 暫無評論 閱讀 146 次

科學家通過模型推算發現,電影中的狐猴很可能就是乘著洋流來到馬達加斯加的。資料圖片
 
科學家通過模型推算發現,電影中的狐猴很可能就是乘著洋流來到馬達加斯加的

  在動畫電影《馬達加斯加》中,獅子和長頸鹿在一起跳舞,獵豹和河馬在一塊唱歌,眾多哺乳動物逃到馬達加斯加島上,一起生活其樂融融的。這當然是電影製作者的虛構,不過,最近科學家們通過計算機模型發現,很多年前,非洲大陸的動物真的曾經漂洋過海,從大陸「逃」到這個島嶼。


  大陸橋VS木筏


  大約在1億年前,馬達加斯加島與非洲大陸分家,成了印度洋中的一個島嶼。如今,這個地方以其生物多樣性著稱。動物學家們還不斷地在這裡發現新的物種。這個島上光狐猴就有70多種———它們只存在於馬達加斯加。此外,島上其他哺乳動物、兩棲動物和爬行動物中的90%也都是「當地特產」,因此,馬達加斯加島成了科學家研究動物演化以及地理因素影響進化過程等課題的天然實驗室。不過,這些物種到底從何而來,是怎麼來的,這一直成為生物學家困惑的一個難題。


  對於馬達加斯加動物的遷移,上個世紀中最主流的猜想還是「大陸橋」理論,即認為動物是通過當時連接島嶼與大陸的「大陸橋」,從非洲遷往馬達加斯加的。後來板塊移動,海面上升,大陸橋消失。但從1915年開始,「木筏」理論就一直和「大陸橋」理論肩並肩存在。這個理論認為,原先生活在大陸上的哺乳動物是從非洲東南部「漂」到馬達加斯加的。當時,它們被風暴捲到了海洋上,伏在大塊的木樁或者植物葉片上,一路漂到了馬達加斯加。之所以能在海上長時間漂浮後依然存活下來,是以為這些動物可能在其間保持了較長時間的冬眠狀態。


  這個理論最著名的論文是上世紀著名的古生物學和演化論者辛普森(George Simpson)寫於1940年的那篇。他認為,遷移行為在不同的地理時空中都會發生,當「移民」進入這個世界第四大島之後,它們的下一代就開始演化出和大陸動物截然不同的獨特的特徵,最終形成了今天人們看到的馬達加斯加動物的樣子。


  「我所做的,就是證明了辛普森的論證是可行的。」數學模型的研究者、普度大學氣象考古學家胡貝(Mattew Huber)說。它們歷時3年的數學模型分析顯示,狐猴、狐蝠,還有島上其他的一些哺乳動物的祖先可能是沿海流從大陸漂浮到了島上。這些遠古「難民」漂移借助的是洋流,它們漂出大陸之後,在外海滯留了好幾周,最後才漂到島上。


  之前支持「木筏」理論的科學家們並非沒有考慮過洋流的因素,但是洋流說卻始終存在一個沒法解答的問題:在今天,馬達加斯加海域的洋流和風向都是從西往東的。


  借助大氣變化的數學模型,科學家發現5000萬年前,馬達加斯加島的洋流方向與現在的情況很可能是相反的。這個發現最終刊登在最新一期的《自然》雜誌上。「生物學家一直是對的。」胡貝說。


  古代洋流提供證據


  事實上,此前的另一個理論,主流的「大陸橋理論」也存在很大的弱點。今天馬達加斯加島上四種標誌性的哺乳動物群如狐猴等都是小動物,它們和非洲大陸上的哺乳動物長得截然不同,而黑猩猩、長頸鹿、獅子或大象等典型的非洲大陸動物卻都不出現在這裡。「如果非洲大陸和馬達加斯加島之間有存在大陸橋,那為什麼大型的動物卻沒有跨過去(繼續演化)?」胡貝說。


  「大陸橋」理論也得不到分子生物學的支持。基因證據顯示,馬達加斯加的哺乳動物都是在幾千萬年前突然成批地從大陸遷移來的。它們看起來擁有一個共同祖先。而與它們關係最近的遠房親戚都在非洲。狐猴在5000萬年前就遷移過來了,緊接著是馬島蝟,以及馬島隱肛狸,稍後是各種齧齒類動物。如果有大陸橋存在的話,動物們可能會陸續來此,而非集中出現的。


  「木筏」理論與基因證據相符。胡貝和合作者、香港大學的阿里(Jason Ali)通過基因分析確定了這一點,然後著手調查莫桑比克海峽洋流的變化情況。結果發現,在5000萬年前,非洲和馬達加斯加島的方位都在其現在位置以南約1600千米的地方。隨後,研究人員將古海洋和大氣數據輸入到今天的大氣變化模型中。他們發現,當時在大陸和馬島之間的海洋洋流是呈東方向,也即往馬達加斯加島的方向流動的。


  胡貝預測,當時這些動物的漂移行程大約在430千米之上,隨著洋流大約需要漂移3周時間。他說,模擬顯示,這些快速的洋流發生頻率很低,可能每百年才出現一個月的洋流期。或許動物們如同冬眠一樣,連續幾周不吃不喝,依然存活下來。


  美國杜克大學狐猴研究中心主任尤達(Anne Yoder)沒有參與這個研究,她認為這個研究發現很令人激動:「儘管我沒覺得這個結論多出人意料,我還是很高興看到這樣的結果。在我看來,長期以來的爭論解決了:馬達加斯加的哺乳動物就是通過水上漂移從非洲來到這裡的。」


  此外,這份數學模型研究可能還可以解決其他一些生物之謎,比如可以從後續的研究中看出猴類是怎麼來到南美的。「現在古生物學家所知道的是,它們在始新紀,即5500萬到3300萬年前到達了南美。那時,南美洲還沒有和任何其他一個大陸相連。」這些猴子可能也是坐著「木筏」從非洲漂到了南美洲。


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