卡塔尔儒艮化石揭示2200万年海牛演化史

随着物种灭绝率的加快，生物多样性保护成为全球性的紧迫任务。了解特定物种的历史分布和演变，对于制定有效的保护措施至关重要。虽然在海湾地区对儒艮的考古记录相对丰富，但是，化石记录却是比较匮乏的，这让科学家们对该地区儒艮的演化历史及其与环境变化的关系知之甚少。但最近发现的一个孤立的肋骨化石，作为海牛化石记录的重要补充，揭示了海湾地区海洋生态历史的新层面。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编近日在梳理儒艮的文献时发现，2022年10月18日，来自多个机构的研究团队在《PeerJ》期刊上发表了题为《卡塔尔更新世海牛化石：关于海牛在海湾地区古老历史的新思考》的文章。该研究由美国史密森尼学会古生物学家Nicholas D. Pyenson领导，聚焦于位于阿联酋和卡塔尔沿海水域的儒艮（Dugong dugon）种群，探讨其化石记录及生态历史。

论文标题中提到的“更新世”（Pleistocene），是地质历史中的一个时期，大约开始于258万年前、结束于大约1.17万年前。在这一时期，卡塔尔的气候和海洋条件经历了显著变化，特别是海平面的波动对沿海生态系统产生了深远影响。通过研究卡塔尔更新世的地质和古生物遗迹，科学家可以更好地了解这一地区的生态历史，例如儒艮等海洋哺乳动物的分布与演化过程，为揭示现代生态系统的形成提供宝贵线索。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。译文仅供参考。（编者按/王芊佳）

儒艮属于海牛目（Sirenia）儒艮科（Dugongidae），是该科唯一现存的属。上图是卡塔尔水域的一对母子儒艮。©图片来源：MECC

该研究团队指出，阿联酋及其周边海域拥有数量庞大、且尚未充分研究的儒艮种群，尽管在该地区的考古记录十分丰富，但关于其化石的了解却相对有限。在卡塔尔北部的阿尔鲁韦斯镇附近，研究人员在富怀里特地层（Fuwayrit）的富泰西成员中发现了一块孤立的儒艮肋骨化石。富怀里特地层是一处属于海洋更新世的沉积层，分布在卡塔尔和阿联酋的陆地上。

根据对富泰西成员底部与其他陆地平台的相对年代测定，这块肋骨化石的年代约为125,000年前。该研究团队认为，这块孤立的肋骨很可能属于儒艮科（Dugongidae），并与现存的儒艮有很强的相似性。然而，考虑到其与来自卡塔尔及其他地区的其他儒艮化石材料的相似性，研究人员也未排除它属于已灭绝物种的可能性。

这一发现不仅表明在更新世时期，海湾地区存在丰富的海草生态系统，也暗示了不同的（甚至可能多条）海牛目（sirenians）谱系的物种曾在地质历史上栖息于该地区。通过这项研究，该团队希望丰富对海牛在海湾地区历史的了解，并为未来相关领域的研究提供新的视角。

研究简介:揭示海湾地区两千万年的海牛演化史

阿拉伯海湾（Arabian Gulf，也称波斯湾，以下简称海湾地区）是儒艮重要的栖息地之一，特别是在该物种西部分布区。这一区域拥有全球第二大儒艮种群，主要分布在阿联酋、沙特阿拉伯、巴林和卡塔尔沿海水域。这些儒艮的分布集中在三个热点区域：阿联酋马拉瓦岛（Marawah Island）沿岸、沙特和卡塔尔之间的海域，以及卡塔尔西北部从泽克里特半岛（Zekreet Peninsula）延伸至巴林的法什特阿德姆（Fasht Adhm）。尽管数量庞大，海湾地区的儒艮种群却面临人类活动的威胁，已经被世界自然保护联盟（IUCN）列为“易危”物种。

上图展示了海湾地区（特别是卡塔尔），儒艮化石和考古发现的分布情况以及相关的地质背景。图中标出了儒艮肋骨化石的具体发现地点，并提供了该地区地层序列的简化图。通过这些信息，我们可以了解到儒艮在该地区的分布历史、生活环境以及与周围地质的关系。图源：Pyenson, Nicholas D., et al.

自7500年前的新石器时代以来，儒艮在海湾地区具有重要的文化和经济地位。但是，关于该地区儒艮种群的生态与种群动态的研究相对是较少的。最近的实地考察，尤其是在卡塔尔西部和北部的工作，为深入了解这一濒危物种提供了新视角。特别是，如何在石油开发密集的海域中保护儒艮的栖息环境成为关注重点。

海湾地区的近海沉积层为保存海洋哺乳动物化石提供了理想条件，尤其是在卡塔尔。然而，迄今为止，关于这一地区的化石记录较为有限。此前的研究已初步表明，卡塔尔的地层中包含丰富的化石资源，涵盖从始新世到中新世的海洋脊椎动物化石，尤其是在卡塔尔西南部达姆地层（Dam Formation）中发现了大量早中新世时期的儒艮科（Dugongidae）的动物的化石。这些发现显示，卡塔尔曾是多种儒艮科动物的栖息地。

在阿拉伯以外地区，儒艮化石在前特提斯海（Tethys Sea）西部沿岸的发现较为常见，特别是在埃及法尤姆盆地（Fayum Basin）和欧洲的始新世至渐新世近海沉积中，发现了远亲于现代儒艮的古代水生海牛类化石。这些化石显示了全球范围内海牛类群体的多样性，尤其是在中新世时期。

结合特提斯海西部和东部的化石记录，中东地区的儒艮化石为研究多物种海牛群体的地理分布提供了重要线索。基于2018年~2020年在卡塔尔北部的初步实地工作，科学家报告了卡塔尔首次发现的儒艮科化石。这块孤立的肋骨化石来自富怀里特地层（Fuwayrit Formation）富泰西成员（Futaisi Member），位于卡塔尔阿尔鲁韦斯镇（Al Ruwais）附近的更新世沉积中。这一发现为现代儒艮种群的历史提供了重要的化石证据，表明这一生态重要的海洋植物消费者在卡塔尔的存在至少可以追溯至更新世。

此外，这一发现与卡塔尔布尔迪加利时期（Burdigalian，早中新世）其他儒艮化石的记录相一致，揭示了海牛（sea cows）在卡塔尔水域近两千万年的演化史。这一时间跨度还涵盖了波斯湾形成和扎格罗斯山脉（Zagros Mountain）隆起之前的历史，东西特提斯海之间的水域交流，或许使得多个儒艮科物种得以在阿拉伯地区延续至新近纪。

通过这些新发现的化石，科学家不仅揭示了儒艮在海湾地区的漫长演化史，还为理解全球儒艮科动物的生物多样性和地理分布提供了重要依据。

研究方法：基于多个博物馆的海牛科动物化石，重点是一块儒艮化石

这项研究基于多个国际博物馆的海牛科化石和现存标本，重点分析了肋骨的形态特征，以比较化石与现存物种之间的差异。研究主要采用手持卡尺测量标本肋骨的横向和前后厚度，并通过这些数据进行形态学比较。

图2：在卡塔尔的阿尔鲁韦斯（Al Ruwais）附近采集的儒艮科（Dugongidae）肋骨化石碎片。这是标本QM.2021.0504，疑为儒艮科（Dugongidae）右侧第一根肋骨，展示其前视图（A, B）和后视图（C），并提供骨骼表面的特写（D），显示可能的食腐痕迹。图中还展示了肋骨碎片的近端（D）和远端（E）的斜视图。此外，图中也突出了沥青沉积物的分布。图源：Pyenson, Nicholas D., et al. | DOI: 10.7717/peerj.14075/fig-2

其中，编号为“QM.2021.0504”的标本是是重点，从卡塔尔北部更新世地层中采集到的一块肋骨碎片，可能属于右侧第一肋骨。尽管标本部分缺失，但通过其保存的形态特征，研究人员能够确认其解剖学身份，并分析了其形成的沉积环境。

该标本的地层位于更新世的富威里特组，形成于高能的近岸沉积环境中，显示出波浪作用强烈的特点，且伴有丰富的生物扰动痕迹。这些沉积特征与标本的保存状态表明其在沉积后经历了较小的搬运和侵蚀。

研究最终揭示了卡塔尔海岸更新世海洋环境的变化，并通过对化石和现存物种的比较，为海牛科动物在该地区的长期存在提供了证据。这一发现有助于深入理解古环境与大型海洋哺乳动物之间的关系。

研究发现+讨论：探索海牛化石的秘密——来自卡塔尔的肋骨碎片

这块化石儒艮的肋骨碎片的发现，为理解古代海牛的解剖特征和分类身份提供了新的线索。经过详细分析，这块肋骨的横截面呈亚圆柱形，主轴沿线轻微弯曲，且没有尖锐的脊线。同时，它展现出骨质硬化的特征，这种特征在几乎所有后始新世的海牛中均有所体现。与陆生哺乳动物（通常呈压扁的菱形截面）以及鲸类和鳍足类海洋哺乳动物（其肋骨通常呈四方形或凹形）相比，该肋骨碎片的特征无疑将这些物种排除在外。

进一步分析表明，这块肋骨碎片与儒艮科的前肋骨形态最为接近。它的形态特征表明，这个肋骨并不属于中胸部或后胸部的肋骨，因为它在近端没有明显的扁平化或扭曲，反而显示出强烈的前后扁平特征，典型于前肋骨。这种独特的形态使得研究人员能够更准确地推测其分类身份。通过与“海牛”属（Hydrodamalis）的比较，研究表明该肋骨的尺寸和整体弯曲度均明显小于“海牛”，进而排除了其作为该属物种的可能性。

在对海牛的第一和第二肋骨进行大规模比较测量后，研究人员发现来自卡塔尔的样本在尺寸和形态上与“儒艮”科（Dugongidae）的第一肋骨非常相似。然而，由于保存的形态特征较为有限，尚无法完全排除其属于一种未被描述的已灭绝儒艮的可能性（小编注：此处的原文为：“an unidentified, extinct dugongid”）。这样的分析为深入理解海牛的进化及其古地理分布提供了重要的信息。

值得注意的是，在古近纪时期，海牛在不同地域的分布情况表现出明显差异，卡塔尔在早期中新世（Miocene）时期位于扎格罗斯盆地的南缘，这一地理位置对海牛的进化和多样性有着重要影响。因此，揭示卡塔尔地区海牛化石的特点，对于研究整个特提斯（Tethys）地区在新生代的海牛组群演化具有重要意义。随着对更多海牛化石的研究不断深入，科学家们有望揭开更为复杂的古生态系统和海牛演化过程的秘密。

研究结论

经过对比分析，研究人员发现这块肋骨的形态与现存的儒艮（Dugong）最为相似。然而，研究人员也表示，不能排除其可能属于一种已灭绝的物种，这个物种可能早在早中新世（early Miocene）时期就已存在于卡塔尔，或来自世界其他地区。这一发现暗示，冰河时期的海牛在海湾地区的存在，表明当时该地区已经形成了海草群落，这与扎格罗斯山脉的前上新世（pre-Pliocene）造山运动及海湾的形成密切相关。

因此，卡塔尔地区海牛化石的进一步研究，可能为我们了解过去不同（甚至多个）海牛谱系是否曾栖息在海湾地区提供更多线索。随着化石记录的不断丰富，科学家们希望揭示这一地区的古生态系统与海牛的演化历史。

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资讯源 | Pyenson, Nicholas D., et al.
编译 | 王芊佳

编辑 | 绿茵

排版 | 绿叶

参考资料略