版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

从一具狼崽干尸,看犬科动物的发展史

中国科普博览
中国科协、中科院携手“互联网+科普”平台,深耕科普内容创作
收藏

作者:孙博阳(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

文章来源于科学大院公众号(ID:kexuedayuan)

——

问:一具狼崽干尸能干什么?

答:也就简简单单地看一看犬科动物发展史吧!

这可不是大院er“凡尔赛”,这是科学家说的。

2020年12月21日,一支由美国和加拿大研究人员组成的联合团队对一只雌性狼崽的干尸进行了详细研究发现:这是一只年仅7周的小狼宝宝,也是迄今为止,冰河时代保存最完整的狼标本。该成果发表于国际著名期刊杂志《当代生物学》(Current Biology)。这具雌性小狼崽的干尸(图1-2)在2016年7月发现于加拿大育空地区道森市克朗代克金矿区的冻土层中,当地居民给它取名为珠儿(Zhùr),即狼的意思。

研究团队基于线粒体DNA进行了分子演化关系的分析,得出一个惊人的结论:生活在距今57000年前的珠儿出身于一个古老的家族支系,而这个支系很早就和现今生活在欧亚大陆以及北美的绝大多数灰狼支系分离(图2)。也就是说,如今广布在世界各地的灰狼族群,已经发生过多次兴衰演替。

珠儿所在的族群也只是曾经在美洲大陆上生活过的众多族群之一。在极其漫长的地质历史背景之下,这些族群的出现和消失犹如昙花一现。而这些寿命短暂的类群的兴亡恰恰是整个犬科动物发展历程与沧桑变迁的缩影。

图1 小狼崽珠儿遗体照片(修改自Meachen等,2020)

图2 小狼崽珠儿的发现地点和灰狼演化谱系图(修改自Meachen等,2020)

听狼崽标本“说”犬科动物发展史

犬科起源于北美,最原始的成员是黄昏犬类,其历史最早可追溯至距今3700多万年前。两个更为进步的类群豪食犬类和真犬类,在距今大约3400万年前几乎同时出现在美洲,黄昏犬类和豪食犬类从出现直至彻底灭亡都没能走出美洲大陆。而真犬类在经历了2000多万年的漫长演化历程之后,终于分化为两个进步的类群——狐族和犬族,向其后来的世界性扩张迈出了第一步。

犬族又包括食蟹狐亚族和犬亚族,前者主要包含现今生活在南美的样貌特殊的犬类动物;而后者就是珠儿的灰狼家族所在的族群。

距今1000万年前,犬亚族最早的类群始犬在北美出现,并于距今700万年前远渡重洋来到欧亚大陆。始犬的化石记录首先出现在欧洲,随后才于距今500万年前出现在亚洲,并一直延续至距今170万年前。然而始犬只是犬亚科在欧亚大陆探路的先头部队,并没有在这里开枝散叶。真正的犬类,在距今600万年前从北美的始犬族群中产生。

在这之后,犬亚族又发展出两条分支,即以现代灰狼、郊狼为代表的犬类,以及由现代豺、非洲野犬为代表的豺类。其中豺类到达欧亚大陆的时间似乎更早,其化石记录在距今380万年前便出现在了西藏阿里地区的札达盆地。这也可能表明,适应高山环境的豺和能在广阔稀树草原上驰骋的非洲野犬一样,与青藏高原有着密切的关系。

灰狼 (图片来源:veer)

郊狼(图片来源:veer)

非洲野犬(图片来源:veer)

犬类最早于距今250万年前出现在旧大陆。中国甘肃省临夏盆地的龙担地区就发现了德氏犬、短头犬和龙担犬这三种犬类动物。德氏犬在形态上介于郊狼、灰狼和金豺之间,代表了犬类家族中一个非常古老的支系。

这一时期,犬类动物的记录出现在塔吉克斯坦;黑背胡狼的最早原始亲属也在非洲出现,而此时的欧洲并没有犬类的踪迹。直到距今200万年前,犬类动物才在欧亚大陆迎来大繁盛。形态原始的伊鲁特里亚狼和与现代金豺有较近关系的阿尔诺河犬在欧洲广布;与现代灰狼关系密切的直隶狼在中国北方广泛分布。

郊狼是现今仅生活在北美洲的犬类动物,然而它的远古亲属的足迹在数十万年前遍及欧亚大陆,欧洲的莫斯巴赫狼和中国的变异狼是原始郊狼类的最典型代表。与豺类相近的安氏犬和福氏犬在距今大约200万年前也分别是中国和欧洲的常见犬科动物,与此同时豺类在中国的南方也很常见。非洲野犬出色的团队合作狩猎活动是现今非洲大草原上一道独特的风景线,然而在上百万年前它们的原始亲属也生活在欧亚大陆。

黑背胡狼(图片来源:veer)

57000年前的狼宝宝是多才多艺的灰狼

最原始的灰狼家族成员,也就是珠儿的老祖先,于距今大约40万年前出现在欧洲。就在距今大约10万年前,灰狼沿着白令陆桥踏上了探索美洲大陆的征程,而它们的犬科祖先也是沿着同样的道路从美洲来到旧大陆。至此,灰狼遍布欧、亚、北美三大洲,是无人类活动影响下分布最广的大型哺乳动物。

根据基因分析,珠儿所在的支系及其后世的亲属类群的共同祖先最早可追溯至距今86000多年前。也就是说,珠儿所在的族群很有可能是最早几批抵达北美的灰狼族群之一,是灰狼向美洲大陆扩张的开拓者。

灰狼的成功源于其优越的自身条件及其对环境的高度适应能力。灰狼善于奔跑且耐力强,一个狼群在其栖息地的领地最多可达到上千平方公里,跨大陆的迁徙自然也难不倒它。此外灰狼自身强壮而又敏捷,团队协作能力出色,无论是单独捕捉小型动物还是合力制服大型动物都游刃有余。

灰狼 (图片来源:veer)

珠儿生活的地方位于道森河和克朗代克河流域,河中生活着丰富的鲑鱼,至今鲑鱼捕捞仍是当地的一项支柱产业。研究团队采集了珠儿的毛发、皮肤、爪子和牙齿的样本,进行了营养摄入方面的分析,结果表明珠儿的主要食物来源可能包含鲑鱼和某些淡水水禽,可见灰狼下水捕鸟捞鱼也是一把好手。

正是由于灰狼在野外生存方面的多才多艺,在被人类驯化成为狗之后,它们在数千年的人类文明史当中发挥了巨大的作用。它们在守卫、协助狩猎和雪地运输工作中有着几乎不可替代的重要地位,它们跟随着人类遍布到世界每一个角落。可爱的珠儿一定想不到,它的后世成为了人类最亲密的朋友。

参考文献:

[1] 戴福德·理, 邱占祥. 1996. 山西榆社上新世犬类一新属. 古脊椎动物学报, 34(1): 27 – 40.

[2] 邱占祥, 邓涛, 王伴月. 2004. 甘肃东乡龙担早更新世哺乳动物群. 中国古生物志, 新丙种, 27: 1 – 198.

[3] Lucenti B, Rook L. 2016. A review on the Late Villafranchian medium-sized canid Canis arnensis based on the evidence from Poggio Rosso (Tuscany, Italy). Quaternary Science Reviews, 151: 58–71.

[4] Meachen J, Wooller M J, Barst B D, Funck J, Crann C, Heath J, Cassatt-Johnstone M, Shapiro B, Hall E, Hewitson S, Zazula G, 2020. A mummified Pleistocene gray wolf pup. Current Biology, 30: R1455-R1468

[5] Rook L. 1994. The Plio-Pleistocene Old World Canis (Xenocyon) ex gr. falconeri. Bollettino della Società Paleontologica Italiana, 33 (1): 71-82.

[6] Rook L. 2009. The wide ranging genus Eucyon Tedford & Qiu, 1996 (Mammalia, Carnivora, Canidae, Canini) in the Mio-Pliocene of the Old World. Geodiversitas, 31(4): 71-82.

[7] Tedford R H, Wang X, Taylor B E. 2009. Phylogenetic systematics of the North American fossil Caninae (Carnivora: Canidae). Bulletin of the American Museum of Natural History, 325: 1 – 218.

[8] Wang X, Li Q, Xie G. 2015. Earliest record of Sinicuon in Zanda Basin, southern Tibet and implications for hypercarnivores in cold environments. Quaternary International, 355: 3 – 10.

[9] Wang X, Tedford R H, Antón M, 2008. Dogs: Their Fossil Relatives and Evolutionary History. New York: Columbia University Press.