穿越青藏高原的史前巨獸

鄧濤　盧小康

浩瀚宇宙，縹緲星辰。若說(shuō)生命是大自然的奇跡，那么，臨夏巨犀就是生命的奇跡。

如果有人聞你，陸地上最大的哺乳動(dòng)物是什么？你可能會(huì)想到大象，它的體重可達(dá)5—7噸。但是，我們?cè)谇嗖馗咴瓥|北緣甘肅臨夏盆地發(fā)現(xiàn)的巨犀化石，肩高約5米，頭部抬起來(lái)可高達(dá)7米，體重約為24噸，相當(dāng)于4頭成年非洲象！毫無(wú)疑問(wèn)，這種史前巨犀是目前所知的陸地哺乳動(dòng)物中的“巨無(wú)霸”。可是，作為—類(lèi)已經(jīng)絕滅的史前巨獸，人們對(duì)它知之甚少，古生物學(xué)家花了100年的時(shí)間才揭開(kāi)它神秘的面紗。

巴基斯坦的荒原。3000萬(wàn)年前的漸新世，這里曾是巨犀的樂(lè)園

產(chǎn)自哈薩克斯坦的巨犀化石，現(xiàn)收藏于俄羅斯科學(xué)院

1907年，一位來(lái)自英國(guó)的古生物學(xué)家皮爾葛林姆偶然在來(lái)自巴基斯坦的化石中發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)祖先的化石——“西瓦吉猿”，這使該地區(qū)在學(xué)界名聲大噪。隨后，為了尋找人類(lèi)祖先的蹤跡，歐洲、蘇聯(lián)和北美的古生物學(xué)家在巴基斯坦和哈薩克斯坦地區(qū)陸續(xù)組織了大規(guī)模發(fā)掘。最終，雖然在這里人類(lèi)祖先的化石沒(méi)找到，但巨犀化石的發(fā)現(xiàn)卻成為驚喜。在此之前，無(wú)人知曉地球上曾經(jīng)生存過(guò)這樣一類(lèi)體形如此巨大的犀牛。

這期間，先后有兩位古生物學(xué)家分別給巨犀起了3個(gè)不同的名字，分類(lèi)學(xué)家稱(chēng)其為屬名：英國(guó)古生物學(xué)家?guī)扃旮鶕?jù)從巴基斯坦發(fā)現(xiàn)的一批化石命名了2個(gè)名字——副巨犀屬和俾路支犀屬;蘇聯(lián)生物學(xué)家鮑里夏克根據(jù)在哈薩克斯坦地區(qū)發(fā)現(xiàn)的化石，命名了巨犀屬。

這些發(fā)現(xiàn)令人驚喜，讓我們認(rèn)識(shí)了巨犀，但也隨之附帶了一個(gè)歷史遺留問(wèn)題。史前生物化石通常都有缺損，尤其是頭骨和腿骨很難作為一個(gè)整體保存下來(lái)，這就造成不同的學(xué)者根據(jù)不同的化石標(biāo)本產(chǎn)生了不同的觀點(diǎn)，一時(shí)之間眾說(shuō)紛紜。那么，巨犀究竟是何方神圣、生存環(huán)境如何、又是如何在這些不同的地點(diǎn)演化、遷徙的呢？研究者都期盼著，能發(fā)現(xiàn)更多的化石來(lái)填補(bǔ)缺失的信息。

既然之前在青藏高原的南緣（巴基斯坦）、北緣（哈薩克斯坦）都有巨犀化石的發(fā)現(xiàn)，那么，以此類(lèi)推，在青藏高原的東北緣，也就是在我國(guó)甘肅的南部—帶，是否也有巨犀化石呢？

甘肅臨夏盆地位于青藏高原東北緣，因臨夏回族自治州而得名，包括轄區(qū)內(nèi)的和政縣、廣河縣、臨夏縣和東鄉(xiāng)族自治縣等地區(qū)。盆地平均海拔在2000米左右，廣布高高低低的山丘，被風(fēng)雨不斷侵蝕切割而形成大大小小的溝壑。由于地處西北，年蒸發(fā)量大于降雨量，盆地內(nèi)植被相對(duì)貧瘠，化石一旦暴露于巖層之外，沒(méi)有遮擋物，較容易被發(fā)現(xiàn)。

早在1965年，我國(guó)古生物學(xué)家邱占祥院士就在臨夏盆地開(kāi)展工作，尋找巨犀化石。終于，1986年在東鄉(xiāng)族自治縣的藥材收購(gòu)站找到—批哺乳動(dòng)物化石。當(dāng)時(shí)經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)其中有巨犀和豬齒獸類(lèi)，它們生存的時(shí)間約在3000萬(wàn)年前的漸新世。這一發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了之前的推測(cè)，也增加了大家對(duì)該盆地的期待。

2002年和政縣政府又征集到了一批化石，其中有巨犀、查干鼠、爪獸和鬣齒獸等，經(jīng)過(guò)追索證實(shí)，化石產(chǎn)地為東鄉(xiāng)族自治縣的牙溝，地層與上次發(fā)現(xiàn)化石的地點(diǎn)相同。這些化石的形態(tài)學(xué)特征表明，臨夏盆地以巨犀為代表的哺乳動(dòng)物群與其他地點(diǎn)的巨犀動(dòng)物群處于相近的演化水平，它們生存的時(shí)間也接近，都是距今約3000萬(wàn)年前。隨后，該盆地陸續(xù)有少量巨犀化石發(fā)現(xiàn)。這些線索拉開(kāi)了臨夏盆地發(fā)現(xiàn)巨犀化石的大幕。

結(jié)合從臨夏盆地和其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的化石，200年邱占祥院士和王伴月研究員深入研究了巨犀家族的演化，厘清了巨犀屬的命名歷史，確定將其定名為“巨犀屬”。

從1907年初次發(fā)現(xiàn)巨犀化石到2007年的最終定名，整整用了100年的時(shí)間。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)兒類(lèi)似“拼圖”：—開(kāi)始，研究者各自找到不同的巨犀化石，發(fā)表自己的觀點(diǎn)，隨著化石的積累，證據(jù)也足夠了，再進(jìn)行綜合性的分析，最后拿出廣泛認(rèn)可的結(jié)論。這也是吉生物研究經(jīng)常遇到的情況，但“巨犀屬”的命名耗時(shí)百年，確屬不易。

何其幸哉，2015年9月，臨夏州和政縣古動(dòng)物化石博物館的工作人員告訴我們，他們從東鄉(xiāng)族自治縣發(fā)現(xiàn)—件新的巨犀化石，我們聞?dòng)嵑罅⒓蹿s往該博物館。

當(dāng)時(shí)，這件化石與周?chē)膸r石連在—起，還沒(méi)有被清理出來(lái)，只能看到化石的很少—部分，但我們能夠初步判斷這是巨犀化石。由于這塊化石本身就很大，再加上周?chē)膸r石，整塊標(biāo)本就特別大：長(zhǎng)寬都在15米左右，厚度也將近1米。這極大地增加了把巨犀化石從圍巖中清理出來(lái)的難度。因?yàn)榛诒４鏁r(shí)經(jīng)過(guò)風(fēng)吹日曬極易破損，所以必須把圍巖一點(diǎn)點(diǎn)地從化石周?chē)蛛x。整個(gè)過(guò)程不亞于在一塊巖石上雕出巨犀像，其難度可想而知。

兩年后，直到2017年12月，巨犀化石才初露真容，包括頭骨、下頜和相連的頸椎，以及分開(kāi)的胸椎。我們對(duì)化石拍照測(cè)量，搜集信息帶回北京進(jìn)行研究。

2019年，作者盧小康（右）在東鄉(xiāng)王家川巨犀的發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)

2019年5月，在對(duì)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比鑒定，對(duì)標(biāo)本已經(jīng)有初步的研究結(jié)論后，為核實(shí)和補(bǔ)充相關(guān)形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，我們?cè)俅螐谋本┏霭l(fā)，趕往臨夏州東鄉(xiāng)族自治縣的化石點(diǎn)開(kāi)展野外實(shí)地考察。

東鄉(xiāng)族自治縣在和政縣以北，兩縣都是位于大夏河和廣通河之間的山地，直線距離30多千米。臨夏盆地遍布溝壑山丘，周?chē)纳搅荒佑直舜撕芟?，因此在山谷中極易迷路。所以，地質(zhì)考察時(shí)多以經(jīng)緯度坐標(biāo)作為指引，通常還要借助現(xiàn)代化的GPS導(dǎo)航設(shè)備。即便如此，我們駕車(chē)在山粱間繞來(lái)繞去，還是花了—個(gè)多小時(shí)才找到化石點(diǎn)。

化石點(diǎn)所在砂場(chǎng)的位置距離王家川村很近，因此我們將化石點(diǎn)稱(chēng)作王家川地點(diǎn)，便于記錄和以后回訪。砂場(chǎng)位于半山腰，長(zhǎng)寬各有200多米。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，在稀疏的草木下方露出了30米高的“紅土”，地質(zhì)學(xué)上稱(chēng)為地層剖面。說(shuō)它是“紅土”，只是一個(gè)大概的判斷，因?yàn)樽匀唤绲念伾ǔ](méi)有顯著的區(qū)分界限，我們需要借助比色卡來(lái)給出具體的顏色類(lèi)別。這里的“紅”準(zhǔn)確說(shuō)其實(shí)是包含紅色、棕色和黃色。這里的“土”則是包含細(xì)砂的泥巖，不過(guò)并不像我們?cè)诤永镆?jiàn)到的石塊兒那么堅(jiān)硬。這里的“土”質(zhì)地偏軟，我們因此將這里的山稱(chēng)作“土山”，盤(pán)山小道也因此路基不牢，路面常常塌陷。

臨夏巨犀的化石，頭骨和下頜的3D掃描圖

找化石也要靠“運(yùn)氣”。一方面要靠對(duì)這個(gè)地區(qū)地質(zhì)資料的掌握情況，另一方面也要憑經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)候，“踏破鐵鞋無(wú)覓處”，但轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)山坡就見(jiàn)到了“柳暗花明”;有時(shí)候，望眼欲穿找不到，可一場(chǎng)大雨過(guò)后，卻突然會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。在化石比較少的地區(qū)，或許能找到些“沒(méi)用”的碎片，那就算是看到了希望。說(shuō)“沒(méi)用”，其實(shí)是因?yàn)閮H憑這些碎片已經(jīng)看不出形態(tài)，我們不能判斷它們屬于哪一塊骨骼，或者屬于什么動(dòng)物。但古生物研究需要的數(shù)據(jù)是多方面的，這些化石碎片可能記錄了其所代表動(dòng)物的諸多信息，例如，同位素和微量元素的數(shù)據(jù)可以告訴我們這些動(dòng)物當(dāng)時(shí)吃的食物是什么，生活的氣候環(huán)境怎么樣。

在臨夏盆地，這樣的碎片很多，畢竟，這里可是亞洲最大的哺乳動(dòng)物化石產(chǎn)地。而且，這次我們“運(yùn)氣”不錯(cuò)，剛到—會(huì)兒，就在一個(gè)巖塊表面發(fā)現(xiàn)了一塊小型哺乳動(dòng)物的化石，上面有完整的牙齒。我們立刻擺上比例尺（參照物也可以，我們這次用的是硬幣），遮住大太陽(yáng)，架上相機(jī)，拍照。這是找化石的基本素養(yǎng)：找到后先在原地拍照，記錄化石在圍巖上的保存狀態(tài)。

另外，由于巖塊表面的化石經(jīng)過(guò)風(fēng)雨侵蝕，材質(zhì)酥脆，因此對(duì)于像這次找到的小型哺乳動(dòng)物的化石標(biāo)本，必須先用膠加固，然后再小心地把標(biāo)本取下來(lái)，否則標(biāo)本就會(huì)碎成渣。而對(duì)于太大的化石，就要裹上石膏殼（醫(yī)院里包扎骨折部位的那種）帶回去修復(fù)。加固后的標(biāo)本很硬，修復(fù)過(guò)程很慢，也需要更加謹(jǐn)慎，這也是新的巨犀化石修復(fù)耗時(shí)兩年的原因。

通過(guò)廣泛的對(duì)比研究我們發(fā)現(xiàn)，這些新的化石標(biāo)本是巨犀屬的成員?？紤]到新化石與這個(gè)屬其他已知的成員都不一樣，因此我們根據(jù)化石的產(chǎn)地命名了—個(gè)新的種——“臨夏巨犀”。

臨夏盆地東鄉(xiāng)族自治縣王家川村的巨犀化石點(diǎn)

在3000萬(wàn)年前的漸新世，巨犀屬在亞洲大陸很常見(jiàn)，除了新發(fā)現(xiàn)的臨夏巨犀，還有產(chǎn)自蒙古的葛氏巨犀、中亞哈薩克斯坦咸海邊的亞洲巨犀、南亞巴基斯坦的布格蒂巨犀等。總之，如果以青藏高原作為參照，除了布格蒂巨犀位于高原南緣外，其他都在高原以北星鏈狀分布。

巨犀的演化歷史示意圖

我們的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，臨夏巨犀的祖先類(lèi)群是產(chǎn)自巴基斯坦西瓦里克地區(qū)的布格蒂巨犀，而布格蒂巨犀的祖先類(lèi)群是產(chǎn)自哈薩克斯坦咸海地區(qū)的亞洲巨犀。從地理位置上看，亞洲巨犀和臨夏巨犀散布于青藏高原的北緣，而布格蒂巨犀位于高原的南緣。這意味著，巨犀要先從哈薩克斯坦到巴基斯坦，然后從巴基斯坦到甘肅臨夏，這是在青藏高原周緣的往復(fù)遷徙行為。

動(dòng)物遷徙成功的最重要條件在于是否有可行的路線，那么，巨犀走的是哪條路線呢？打開(kāi)世界地圖，恐怕大多數(shù)人都會(huì)把遷徙路線劃在青藏高原西緣的中亞地區(qū)。巨犀要從哈薩克斯坦去往巴基斯坦，穿過(guò)中亞地區(qū)的土庫(kù)曼斯坦和阿富汗等地是最為便捷的。然而，3000萬(wàn)年前中亞地區(qū)與現(xiàn)在的樣子相差甚遠(yuǎn)，這條路線是行不通的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)有一個(gè)特提斯海，它的整個(gè)海域在歐亞大陸南部呈東西向延伸，現(xiàn)在荒涼的中亞地區(qū)以及青藏高原北部的塔里木盆地在當(dāng)時(shí)都是它的海域。

3000萬(wàn)年前漸新世時(shí)期的亞洲，中亞和塔里木盆地屬特提斯海域，阻斷了巨犀的遷徙之路

巨犀是生活在陸地上的哺乳動(dòng)物，而且體形巨大，它們不可能穿過(guò)位于中亞地區(qū)的特提斯海，直接從哈薩克斯坦到達(dá)巴基斯坦，再?gòu)陌突固沟竭_(dá)臨夏盆地。那么，它們是怎么在青藏高原的北緣和南緣之間遷徙的呢？要知道，青藏高原西南緣的喜馬拉雅山平均海拔在5000米以上，岡底斯山和昆侖山等其他山系的主要區(qū)域海拔也在4000米以上，是不適合大型哺乳動(dòng)物遷徙的。

從20世紀(jì)初到今天的研究結(jié)論一致認(rèn)為，青藏高原是地球歷史上最年輕的高原，它所在的地區(qū)曾經(jīng)是普通的大陸，高山是后來(lái)才出現(xiàn)的，隨后逐步隆升到今天的高度。

2011年，我們?cè)谇嗖馗咴辈康膫惼吕璧匕l(fā)現(xiàn)了一類(lèi)犀牛的化石，我們稱(chēng)這種犀牛為近無(wú)角犀。這類(lèi)犀牛在我國(guó)山東的山旺盆地1800萬(wàn)年前（早中新世）的地層也有發(fā)現(xiàn)，包括上百件保存完好的骨架化石。研究表明，山東山旺盆地當(dāng)時(shí)是古湖環(huán)境，植被茂密，氣候濕潤(rùn)。同時(shí)，青藏高原倫坡拉盆地的植物化石研究表明，當(dāng)時(shí)這里的吉生態(tài)環(huán)境也是植被茂密，有高大的樹(shù)木和湖泊。我們推斷，距今1800萬(wàn)年前，這個(gè)地區(qū)的古海拔高度不超過(guò)3000米，因?yàn)檫@類(lèi)犀牛和同時(shí)發(fā)現(xiàn)的植物是不能在更高的海拔環(huán)境下生存的。隨后，我們又在青藏高原北部尼瑪盆地發(fā)現(xiàn)了約2600萬(wàn)年前（漸新世）的始攀鱸，表明當(dāng)時(shí)這里有湖泊，海拔更低，因?yàn)榕树|是海拔1000

那么，對(duì)于哺乳動(dòng)物而言，海拔2000米是什么概念呢？我們這次研究的巨犀化石發(fā)現(xiàn)自臨夏盆地，這是個(gè)山間盆地，整個(gè)區(qū)域的平均海拔約為2000米。盡管西北地區(qū)氣候偏干，但牛和馬等大型動(dòng)物可以在這里生存，東部地區(qū)的人在這里可以跑步和打球，國(guó)家體育局在這里設(shè)有訓(xùn)練基地。毫無(wú)疑問(wèn)，2000米的海拔條件對(duì)于大部分哺乳動(dòng)物而言是可以適應(yīng)的。

也就是說(shuō)，與現(xiàn)在相比，3000萬(wàn)年前（漸新世）的青藏高原要低得多，我們推斷當(dāng)時(shí)海拔為2000米左右，可以為巨犀提供所需的生存環(huán)境，任其在高原上穿行，從東北緣遷徙到西南緣。

青藏高原自形成之日起就對(duì)全球的生物演化有著巨大的影響。可以預(yù)見(jiàn)的是，高原和巨犀的故事遠(yuǎn)沒(méi)有完結(jié)。

1800萬(wàn)年前早中新世的青藏高原北部倫坡拉盆地，草木豐茂，湖水清澈，近無(wú)角犀在湖邊漫步（吳飛翔 繪）

2019年作者鄧濤（中）、盧小康（右）正在臨夏發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)