1. 首頁 > 生活百科 > >

哺乳動物牙齒化石吐露華北晚新生代氣候變化的秘密

哺乳動物


哺乳動物牙齒化石吐露華北晚新生代氣候變化的秘密

【哺乳動物牙齒化石吐露華北晚新生代氣候變化的秘密】榆社盆地景觀（鄧濤攝）
哺乳動物牙齒化石吐露華北晚新生代氣候變化的秘密

榆社盆地食草哺乳動物釉質樣品的穩定碳同位素：(a)全量δ13C值；(b)平均δ13C值 （鄧濤供圖）
哺乳動物牙齒化石吐露華北晚新生代氣候變化的秘密

榆社盆地食草哺乳動物釉質樣品的穩定氧同位素：(a)全量δ18O值；(b)平均δ18O值（鄧濤供圖）
（報道）據中國科學院古脊椎動物與古人類研究所：榆社盆地位于山西省榆社縣，是晉東南高原的一個晚新生代盆地，含有豐富的哺乳動物化石，尤其是上新世時期的化石 。榆社盆地的晚新生代地層沉積時限較長，從晚中新世直到早更新世，地層出露良好，是研究華北地區晚新生代地質構造運動、哺乳動物演化和氣候環境變化的重要地點 。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所在榆社盆地多年的考察和研究持續不斷地取得豐碩的成果，此前已在這個地區建立起中國第一個有豐富哺乳動物化石和精確古地磁年齡的上新世完整剖面 。
為了重建榆社盆地晚新生代植被和環境演變的歷史，古脊椎所鄧濤研究員課題組與美國同行合作，對采集自榆社盆地的不同食草哺乳動物類群，包括馬科、犀科、?？啤X目、鼠兔科的311件牙齒化石釉質樣品的穩定碳氧同位素比值進行了分析，相關成果近期發表在國際刊物《古地理、古氣候、古生態》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Vol. 440: 750-762）上 。
食草哺乳動物的組織 ， 包括骨骼和牙齒中的穩定碳同位素組成與其取食的草本植物的穩定碳同位素組成密切相關，δ13C將在動物的組織中富集 。榆社盆地大型哺乳動物的全量和分層釉質樣品的δ13C值顯示從−13.3‰到1.4‰的寬大變化范圍，平均值為−7.4‰ ± 3.5‰（n=294） 。這一結果指示該地區650萬年前的大型食草哺乳動物具有不同的食性，包括純C3類型、C3–C4混合類型和純C4類型 。相反，小型哺乳動物的δ13C值變化范圍從−11.9‰到−7.6‰，平均值為−9.7 ± 1.1‰（n=17），指示嚙齒動物和鼠兔主要取食C3植物 。δ13C值在種內和種間的變化反映了它們的生境和消耗植被的變化 。總的來說，馬類比同時代其他動物 ， 如?？苿游铩⑾?、嚙齒類和鹿類的食物中含有更高的C4植物比例 ， 說明馬類占據草原等更開闊的生境，而鹿類、犀牛和嚙齒類更趨向于取食C3植物，反映出更加森林化的環境 。碳同位素數據表明C4草本植物自約650萬年以來已是馬類食物和區域生態環境中的重要組成部分 ， 確認像非洲、南亞次大陸和美洲一樣，“晚中新世C4擴張”事件已在華北地區發生，支持全球性因素是晚中新世C4擴張的主要驅動力 。碳氧同位素數據的結合揭示華北地區氣候更干與更暖狀態的主要轉變發生在約580、410、330和250萬年前，而相對更潮濕與更寒冷的氣候轉變發生在約640、500、350萬年前 。在約580和250萬年前的更干旱、更溫暖氣候轉變與兩次大規模的動物群轉換事件耦合 。在個別現代牙齒和一些化石牙齒中，同一牙齒內δ13C和δ18O 值呈負相關，表現出夏季風體系的特征性樣式 ， 證明該地區至少自早上新世以來已受到季風的強烈影響 。這些數據也顯示該地區C4植物豐富度的波動在過去650萬年期間響應于氣候的變化，在更溫暖與更干旱的時期C4草本植物增加，相反，在更寒冷與更濕潤的時期C4植物的比例降低 。
此項研究得到中國自然科學基金重點項目和美國國家科學基金項目的共同資助 。