和恐龙同一时期灭绝的生物物种（灵长类动物与恐龙生活于同一时代）

图为一种新命名的早期灵长类动物。在恐龙灭绝后不久，包括这个新物种在内的已知最早的原始灵长类动物，通过以树上的水果为食，迅速的在与其他物种的竞争中脱颖而出。插图：ANDREY ATUCHIN

撰文：AMY MCKEEVER

　　6600万年前，一颗小行星撞击地球导致了一场灾难性的物种灭绝事件，不久之后，一群喜欢爬树和吃水果的哺乳动物开始茁壮成长。这些动物（灵长类动物的早期近亲）后来发展出了一个谱系，最早的猴子随之诞生，以及大猩猩、黑猩猩等类人猿，最后出现了人类。

　　最近，科学家们在博物馆抽屉里收藏了几十年的一些不寻常的牙齿中，发现了已知最古老的灵长类动物化石。最近发表在《Royal Society Open Science》杂志上的一项研究描述了其中的一些牙齿，它们属于一种名叫Purgatorius mckeeveri的新物种。这是一种比现代灵长类动物的体型更小的祖先，生活在6590万年前，也就是白垩纪末期的灭绝事件的10万年之后。

　　“新发现改变了我们对物种进化的看法，”新研究的主要作者、在华盛顿大学研究早期哺乳动物的生物学教授Gregory Wilson Mantilla说。

　　新发现还支持了一种理论，即灵长类动物的祖先曾与恐龙一起生活，并且在导致地球上四分之三生命灭绝的大灭绝事件中幸存了下来。新研究中发现的两颗牙齿属于另一种之前已知的物种Purgatorius janisae，也生活在6590万年前。如果这一时期存在两种古老的灵长类动物，那么在此之前一定出现过某种未知的动物。

　　“同一时期存在两个灵长类物种的重要意义在于把灵长类动物的起源时间进一步提前了。它们一定诞生于某个地方，”多伦多大学的古生物学者Mary Silcox说，她没有参与这项研究。

博物馆抽屉里的古老线索

　　2003年，Wilson Mantilla在加州大学伯克利分校古生物博物馆寻找收藏品时，在瓶子里发现一组古代牙齿，于是他将其放在显微镜下进行了仔细观察。这些牙齿很短，齿尖略圆，并不属于他（当时还是研究生）为写论文所研究的任何一种哺乳动物。

　　“哇，”他回忆起当时的想法，“这些动物一定是我们还尚未发现的新物种。”

　　要想研究博物馆里的所有化石，恐怕要花上一生的时间。在博物馆里，化石收藏品被陈列在一排排的柜子里，柜子的各个抽屉中装满了几十个甚至数百个化石和化石碎片。总共加起来能多达几十万个。

　　已故的古生物学者、新研究的合作者William Clemens被认为挖掘了5万个这样的标本，包括最近描述的Purgatorius物种的牙齿。Clemens是一位多产的化石猎人，主要研究的领域是小型哺乳动物的进化，他从20世纪70年代开始就在蒙大拿州东北部的地狱溪地层开展研究。

　　“其他古生物学者往往会在一个特定的领域研究一年、两年或五年，取得相对容易的研究成果，然后转移到一个新的领域。Bill却选择了不同的方式，” Wilson Mantilla说，他是Clemens的最后一位研究生，后者于2002年退休。

　　Clemens非常热爱地狱溪社区，这可能是他几十年来经常往返于此的原因之一。每次实地考察，他都会先到拥有这片土地的牧场主家里喝冰茶。不过，在这片地区发现的化石也有不可抗拒的吸引力——“这些问题可以在地狱溪地区找到答案，” Wilson Mantilla说。

　　地狱溪地层对于了解非鸟类恐龙的灭绝原因以及后来的生命是如何进化的至关重要。地狱溪地层的岩石保存了地球生命的时间轴，从大灭绝前的200万年到大灭绝后的100万年，这里是世界上为数不多的在大灭绝前后都能找到化石的地方之一。

　　1980年，当小行星撞击地球导致恐龙灭绝的理论出现时，Clemens对其持怀疑态度。他认为，恐龙数量已经在减少，因此可能是其他因素在起作用，比如火山活动增加和气候变化。这为一场持续至今的辩论奠定了基础。

　　Clemens希望通过研究小行星撞击对其他与恐龙一起生活的动物的影响，弄清楚6600万年前发生了什么。“因此，他建立了这个巨大的化石库，用来研究脊椎动物和生命历史上的这个转折点，” Wilson Mantilla说。在化石库中，他储存了破解人类进化起源之谜的关键线索。

追踪灵长类动物的谱系

　　关于灵长类动物的起源，科学家们有两种观点。一些科学家认为，灵长类动物大约诞生于5600万年前，化石记录显示，当时的动物与现代灵长类动物具有相同的重要特征。另一些科学家则认为，灵长类动物诞生的时间更早。

　　后一阵营将灵长类动物的谱系追溯到更猴形亚目（plesiadapiforms），更猴形亚目动物由140多种古老的哺乳动物组成，以拥有与今天灵长类动物相似的牙齿和骨骼而著称，非常适合研磨水果以及在树枝间移动。然而，这些古老的动物缺乏面向前方的眼睛和现存灵长目动物所拥有的大容量大脑，由此引发了一场关于更猴形亚目动物是否是真正的灵长目动物的争论。

　　“我想试着弄清楚灵长类动物的起源，”纽约城市大学布鲁克林学院的生物人类学者、新研究的合作者Stephen Chester说。“我对研究确切是灵长类动物的那些动物没那么感兴趣。”

　　1965年，一个科学家团队发现了后来被证实为最古老的更猴形亚目动物的牙齿化石：Purgatorius。这些牙齿可以追溯到6300万年前，后来的化石发现将Purgatorius的诞生时间推回到了6500万年前。

　　然而，长期以来科学家们一直怀疑Purgatorius可能更古老。现代灵长类动物的进化模型和遗传研究表明，灵长类动物的第一批近亲大约起源于8150万年前的白垩纪时期——但由于缺乏这一时期的化石证据，古生物学家们无法证实这一理论。

　　2009年，当Chester在古生物脊椎动物学会的一次会议上第一次见到Clemens时，科学家们发现的关于Purgatorius的唯一证据是牙齿和颌骨碎片。当得知Chester对Purgatorius感兴趣时，Clemens邀请他去自己的博物馆寻找标本。

　　“有时候，这个领域的人会严格保护自己的化石，不让别人研究，” Chester说。“但Bill的做法恰恰相反，他允许一位年轻的研究者研究自己的收藏，这位年轻的研究者也非常高兴能与他合作。”

　　2012年，Chester在显微镜下观察微小的化石碎片时，发现这些碎片是Purgatorius的踝骨。在2015年的研究中，他与Clemens和另外两名同事分析了关节的灵活性，发现这种动物可能可以自由地在树林中移动。最早的灵长类祖先的画面开始呈现出来。

　　“这是我研究Purgatorius以来的第一个惊喜时刻，” Chester说。

在大灭绝后的地球上茁壮成长

　　到了2018年，Wilson Mantilla开始为延误发表他知道的有关Purgatorius的另一个重要发现而感到自责。尽管他在2003年发现Purgatorius的牙齿化石后得到了Clemens的帮助，但此后生活变化影响了他的进一步研究：包括完成论文、读博士后以及找工作。

　　“我担心有人会抢在我们之前发表研究，”他说，“有人可能会发表比我们更古老的物种的相关研究，或者他们也发现了相同物种的牙齿并进行了研究。”

　　不过，Wilson Mantilla最终决定重新开始未完成的工作。他邀请Chester合作，对新化石进行研究。

　　研究人员使用了一种叫做放射性定年法的技术，通过已知的衰变速率来测量化合物的存在，结果确认样本的年代为6600万年前白垩纪结束后的10万年。这使它们成为已知最古老的灵长类动物化石。

　　在仔细研究了发掘于地狱溪的几十块Purgatorius颌骨碎片后，研究小组确信，除了已知物种Purgatorius janisae的化石外，他们还发现了一个新物种。他们以蒙大拿州一个允许Clemens和同事在他们的土地上开展研究的农场主的名字，将新物种命名为Purgatorius mckeeveri。

　　这一时期同时存在两个物种表明，更猴形亚目谱系可以追溯到白垩纪。如果是这样的话，就引发了我们的祖先是如何在大灭绝事件中存活下来的疑问。研究人员开始调查这些早期灵长目动物是如何受到当时的生存环境的影响：在一片种类繁多的有花植物不断增加的陆地上，还生活着像霸王龙这样的顶级掠食者，以及像三角龙这样的巨型食草动物。

　　长期以来，科学家们一直认为，早期灵长类动物与其他哺乳动物的区别之一是在饮食上对水果的偏好。在这项新研究中，研究人员将早期灵长类动物的饮食与它们生活在一起的其他动物进行了比较。

　　“如果我们要思考灵长类动物在其生存环境中扮演的特殊角色，那么就需要将它们放在与其生活在一起的其他动物的相同背景之下，” Silcox说。“这是这篇研究比以往任何研究都做得更好的地方之一。”

　　Purgatorius的牙齿较短，齿尖较圆，非常适合研磨水果和其他植物，而当时的许多小型哺乳动物的牙齿则更长更尖，可以咬碎昆虫的外骨骼。Chester 2015年的研究还表明，这些早期灵长类动物能在树上找到喜欢的食物，同时躲避地面上的捕食者。

　　Wilson Mantilla说，当时的水果相对较小，与浆果大小相当，基本生长在树枝的末端。在物种大灭绝事件发生后的年代里，水果变大，这与Purgatorius的近亲数量激增相吻合。在白垩纪结束后的328000到847000年间，更猴形亚目动物种类增加，并广泛分布于现在的北美地区，约占地狱溪地区所有动物群的25%。

　　“这是一个共同进化案例，植物开始向灵长类动物提供含有更大种子的肉质果实，对后者而言完全可以当作一种美味的零食，” Chester说。“紧接着，这些灵长类动物在树林中移动时便开始（通过粪便）传播种子。”

　　树上生活可能也促进了灵长类动物的进化，使其具有了与现代猴子密切相关的特征，比如跳跃能力和能够帮助判断树枝之间距离的面向前方的眼睛。“这似乎是第二步，” Chester说。“首先，它们必须爬到树上，能够摘到树枝尖端的果实。”

　　不过，更猴形亚目动物和后来进化出来的灵长类动物之间仍存在缺失的一环——一种将二者联系起来的未知动物。“运气好的话，我们能在有生之年找到一个，” Chester说。“或者我们能找到证明我们完全错误的新化石。”

最原始的灵长类动物

　　灵长类动物的进化仍有许多谜团有待解开，包括这一谱系的起源，以及这些形似松鼠的爬树动物如何进化成今天的类人猿。

　　其中一些答案可能即将揭晓。目前记录在案的Purgatorius化石大约为100块，但Clemens在地狱溪地层又发现了1500块牙齿和颌骨化石碎片，还有待研究者研究。

　　在李基基金会的资助下，Chester和Wilson Mantilla计划对这些化石进行研究，并继续在伯克利大学的收藏品中寻找Purgatorius的其他骨骼化石。

　　“看起来我们正在慢慢填补空白，” Chester说。“我们只有零星的碎片，但这让我们能够构建更大的画面，更好地理解我们作为灵长类动物的早期进化史。”

　　然而，他们在此过程中失去了一位重要的合作者。2020年11月17日，在他们的共同研究发表前几个月，Clemens因患癌症逝世，享年88岁。

　　不过，现在把自己的学生带到地狱溪的Wilson Mantilla说，这项研究是延续他导师的遗产。“没有他的学识和贡献，这一切都不可能实现。”

　　“他是一个真正的英雄，” Chester补充道。“他不仅知识渊博，而且非常善良，专门抽出时间辅导学生。Bill不仅在科学贡献方面影响了这个领域，还在培养出了大量优秀的古生物学者，这些人至今仍然很活跃，同样影响了这个领域。”

（译者：流浪狗）

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