化石讲述了人类之前居住在北美的最后一种灵长类动物的故事

导读 艾克莫韦查萨拉是智人或克洛维斯人之前居住在北美的最后一种灵长类动物,它的故事读起来就像意大利西部片:一个头发花白、神秘的孤独者,克...

艾克莫韦查萨拉是智人或克洛维斯人之前居住在北美的最后一种灵长类动物,它的故事读起来就像意大利西部片:一个头发花白、神秘的孤独者,克服困难,在美国平原上勉强生存。

不过这个故事发生在大约三千万年前,就在始新世-渐新世过渡之后,北美出现了严重的变冷和干燥,使得这片大陆不太适合喜温暖的灵长类动物。

现在,来自堪萨斯大学和北京古脊椎动物与古人类学研究所的古生物学家在《人类进化杂志》上发表了证据,基于内布拉斯加州和中国发现的牙齿和颌骨化石,揭示了埃克莫韦查沙拉长期存在的传奇故事。。

为此,研究人员首先必须重建其家谱,这项工作得益于发现了一个更古老的中国“姐妹类群”Ekgmowechashala,该团队将其命名为Palaeohodites(或“古代流浪者”)。中国化石的发现解开了埃克莫韦查沙拉在北美的存在之谜,表明它是一种移民,而不是当地进化的产物。

“这个项目的重点是古生物学家自20世纪60年代以来就已知的一种非常独特的灵长类动物化石,”第一作者、堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆的古生物学博士生凯瑟琳·鲁斯特(KathleenRust)说。

“由于其独特的形态和仅通过牙齿残骸来表征,它在哺乳动物进化树上的位置一直是争论和争论的话题。目前普遍的共识倾向于将其归类为灵长类动物。但是这种情况发生的时间和出现北美化石记录中的灵长类动物相当不寻常。它突然出现在大平原的化石记录中,距所有其他北美灵长类动物灭绝(大约发生在3400万年前)超过400万年后。”

20世纪90年代,Rust的博士生导师兼合著者、KU基金会特聘教授、古脊椎动物学高级馆长ChrisBeard在中国广西百色盆地的纳德组中收集了化石,这些化石与北美已知的Ekgmowechashala材料非常相似。那时,埃克莫韦查沙拉在北美古生物学家中是出了名的神秘。

“当我们在那里工作时,我们完全不知道我们会发现一种与这种来自北美的奇异灵长类动物密切相关的动物,但当我拿起它的下巴并看到它时,我想,‘哇,就是这样,”比尔德说。

“这并不是说花了很长时间,我们必须进行各种详细的分析——我们知道它是什么。在堪萨斯大学的收藏中,我们有一些重要的化石,包括迄今为止最好的Ekgmowechashala上臼齿来自北美的上臼齿非常独特,看起来与来自中国的上臼齿非常相似,因此我们发现它在某种程度上敲定了交易。”

Beard将其交给Rust进行形态学分析,将Ekgmowechashala及其来自中国的表亲Palaeohodites与系统发育树联系起来,以确定它们的进化关系。

在研究过程中,拉斯特得出了关于埃克莫韦查沙拉是如何在内布拉斯加州被发现的结论,而内布拉斯加州的化石记录中,它的同类灵长类动物已经灭绝了数百万年。

“我们收集了大量的形态学数据,使用系统发育重建软件和算法创建进化树,”鲁斯特说。“这棵进化树表明,克里斯和他的同事在20世纪90年代发现了北美的Ekgmowechashala和来自中国的古奥霍迪石之间存在密切的进化关系。我们的分析结果明确支持了这一假设。”

堪萨斯大学的研究人员表示,他们的发现不仅令人兴奋,因为他们发现了中国始新世晚期的一种新灵长类动物,而且还解决了Ekgmowechashala的起源故事。根据他们的调查,Ekgmoweechashala并不是一种年长的北美灵长类动物的后代,这种年长的北美灵长类动物以某种方式在导致其他北美灵长类动物灭绝的凉爽和干燥的环境中幸存下来。相反,它的祖先在数百万年后穿越了白令海峡,预计了第一批美洲原住民所走的路线要晚得多。

“我们的分析消除了Ekgmowechashala是北美早期灵长类动物的遗迹或幸存者的想法,”拉斯特说。“相反,它是一种移民物种,在亚洲进化,并在一个令人惊讶的凉爽时期迁移到北美,很可能是通过白令海峡。”

像Ekgmowechashala这样的物种在它们的亲缘关系消失很久之后才突然出现在化石记录中,被称为“拉撒路类群”,以从死里复活的圣经人物命名。

比尔德说:“古生物学中的‘拉撒路效应’是指我们在化石记录中发现动物显然已经灭绝的证据,但在长时间的中断后又重新出现,似乎不知从何而来。”

“这是我们在北美灵长类动物化石记录中看到的宏大的进化模式。大约5600万年前始新世之初,第一批灵长类动物来到了北美,它们在这片大陆繁衍生息了超过2000万年。但大约3400万年前,当始新世-渐新世边界附近的气候变得凉爽干燥时,它们就灭绝了。”

“几百万年后,埃克莫韦查沙拉就像西方电影中的漂流枪手一样出现,但从漫长的进化轨迹来看,只是昙花一现。在埃克莫韦查沙拉消失了超过2500万年后,克洛维人出现了到北美,标志着这片大陆上灵长类动物的第三篇章。像埃克莫韦查沙拉一样,北美人类是拉撒路效应的一个典型例子。”

Rust和Beard与来自北京中国科学院的XijunNi以及堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆的科学插画家KristenTietjen一起参与了这项工作。

Rust认为,Ekgmowechashala的故事值得人们关注,因为它发生在一个环境和气候发生深刻变化的时代,就像我们这个由人类活动驱动的时代一样。

“理解过去的生物群如何对这种变化做出反应至关重要,”她说。“在这种情况下,生物体通常要么通过撤退到资源更适宜的地区来适应,要么面临灭绝。大约3400万年前,北美的所有灵长类动物都无法适应和生存。北美缺乏生存的必要条件……这强调了在气候剧烈变化时期,获取资源对于我们的非人类灵长类近亲来说具有重要意义。”

鲁斯特说,这项研究也是一个更大故事的一部分,这个故事代表了我们自己的进化旅程的最早章节,最终导致了我们自己的物种。

“理解这个故事不仅令人谦卑,而且有助于我们理解我们所居住的这个充满活力的星球的深度和复杂性,”她说。“它使我们能够掌握自然的复杂运作方式、进化产生生命的力量以及环境因素的影响。”