隨著物種滅絕率的加快,生物多樣性保護成為全球性的緊迫任務。了解特定物種的歷史分布和演變,對于制定有效的保護措施至關重要。雖然在海灣地區對儒艮的考古記錄相對豐富,但是,化石記錄卻是比較匱乏的,這讓科學家們對該地區儒艮的演化歷史及其與環境變化的關系知之甚少。但最近發現的一個孤立的肋骨化石,作為海牛化石記錄的重要補充,揭示了海灣地區海洋生態歷史的新層面。
“海洋與濕地”(OceanWetlands)小編近日在梳理儒艮的文獻時發現,2022年10月18日,來自多個機構的研究團隊在《PeerJ》期刊上發表了題為《卡塔爾更新世海牛化石:關于海牛在海灣地區古老歷史的新思考》的文章。該研究由美國史密森尼學會古生物學家Nicholas D. Pyenson領導,聚焦于位于阿聯酋和卡塔爾沿海水域的儒艮(Dugong dugon)種群,探討其化石記錄及生態歷史。
論文標題中提到的“更新世”(Pleistocene),是地質歷史中的一個時期,大約開始于258萬年前、結束于大約1.17萬年前。在這一時期,卡塔爾的氣候和海洋條件經歷了顯著變化,特別是海平面的波動對沿海生態系統產生了深遠影響。通過研究卡塔爾更新世的地質和古生物遺跡,科學家可以更好地了解這一地區的生態歷史,例如儒艮等海洋哺乳動物的分布與演化過程,為揭示現代生態系統的形成提供寶貴線索。為助力全球環境治理、并供我國學者了解最新研究動態信息,編譯分享信息如下,供感興趣的讀者們參閱。譯文僅供參考。(編者按/王芊佳)
儒艮屬于海牛目(Sirenia)儒艮科(Dugongidae),是該科唯一現存的屬。上圖是卡塔爾水域的一對母子儒艮。?圖片來源:MECC
該研究團隊指出,阿聯酋及其周邊海域擁有數量龐大、且尚未充分研究的儒艮種群,盡管在該地區的考古記錄十分豐富,但關于其化石的了解卻相對有限。在卡塔爾北部的阿爾魯韋斯鎮附近,研究人員在富懷里特地層(Fuwayrit)的富泰西成員中發現了一塊孤立的儒艮肋骨化石。富懷里特地層是一處屬于海洋更新世的沉積層,分布在卡塔爾和阿聯酋的陸地上。
根據對富泰西成員底部與其他陸地平臺的相對年代測定,這塊肋骨化石的年代約為125,000年前。該研究團隊認為,這塊孤立的肋骨很可能屬于儒艮科(Dugongidae),并與現存的儒艮有很強的相似性。然而,考慮到其與來自卡塔爾及其他地區的其他儒艮化石材料的相似性,研究人員也未排除它屬于已滅絕物種的可能性。
這一發現不僅表明在更新世時期,海灣地區存在豐富的海草生態系統,也暗示了不同的(甚至可能多條)海牛目(sirenians)譜系的物種曾在地質歷史上棲息于該地區。通過這項研究,該團隊希望豐富對海牛在海灣地區歷史的了解,并為未來相關領域的研究提供新的視角。
研究簡介:揭示海灣地區兩千萬年的海牛演化史
阿拉伯海灣(Arabian Gulf,也稱波斯灣,以下簡稱海灣地區)是儒艮重要的棲息地之一,特別是在該物種西部分布區。這一區域擁有全球第二大儒艮種群,主要分布在阿聯酋、沙特阿拉伯、巴林和卡塔爾沿海水域。這些儒艮的分布集中在三個熱點區域:阿聯酋馬拉瓦島(Marawah Island)沿岸、沙特和卡塔爾之間的海域,以及卡塔爾西北部從澤克里特半島(Zekreet Peninsula)延伸至巴林的法什特阿德姆(Fasht Adhm)。盡管數量龐大,海灣地區的儒艮種群卻面臨人類活動的威脅,已經被世界自然保護聯盟(IUCN)列為“易?!蔽锓N。
上圖展示了海灣地區(特別是卡塔爾),儒艮化石和考古發現的分布情況以及相關的地質背景。圖中標出了儒艮肋骨化石的具體發現地點,并提供了該地區地層序列的簡化圖。通過這些信息,我們可以了解到儒艮在該地區的分布歷史、生活環境以及與周圍地質的關系。圖源:Pyenson, Nicholas D., et al.
自7500年前的新石器時代以來,儒艮在海灣地區具有重要的文化和經濟地位。但是,關于該地區儒艮種群的生態與種群動態的研究相對是較少的。最近的實地考察,尤其是在卡塔爾西部和北部的工作,為深入了解這一瀕危物種提供了新視角。特別是,如何在石油開發密集的海域中保護儒艮的棲息環境成為關注重點。
海灣地區的近海沉積層為保存海洋哺乳動物化石提供了理想條件,尤其是在卡塔爾。然而,迄今為止,關于這一地區的化石記錄較為有限。此前的研究已初步表明,卡塔爾的地層中包含豐富的化石資源,涵蓋從始新世到中新世的海洋脊椎動物化石,尤其是在卡塔爾西南部達姆地層(Dam Formation)中發現了大量早中新世時期的儒艮科(Dugongidae)的動物的化石。這些發現顯示,卡塔爾曾是多種儒艮科動物的棲息地。
在阿拉伯以外地區,儒艮化石在前特提斯海(Tethys Sea)西部沿岸的發現較為常見,特別是在埃及法尤姆盆地(Fayum Basin)和歐洲的始新世至漸新世近海沉積中,發現了遠親于現代儒艮的古代水生海牛類化石。這些化石顯示了全球范圍內海牛類群體的多樣性,尤其是在中新世時期。
結合特提斯海西部和東部的化石記錄,中東地區的儒艮化石為研究多物種海牛群體的地理分布提供了重要線索。基于2018年~2020年在卡塔爾北部的初步實地工作,科學家報告了卡塔爾首次發現的儒艮科化石。這塊孤立的肋骨化石來自富懷里特地層(Fuwayrit Formation)富泰西成員(Futaisi Member),位于卡塔爾阿爾魯韋斯鎮(Al Ruwais)附近的更新世沉積中。這一發現為現代儒艮種群的歷史提供了重要的化石證據,表明這一生態重要的海洋植物消費者在卡塔爾的存在至少可以追溯至更新世。
此外,這一發現與卡塔爾布爾迪加利時期(Burdigalian,早中新世)其他儒艮化石的記錄相一致,揭示了海牛(sea cows)在卡塔爾水域近兩千萬年的演化史。這一時間跨度還涵蓋了波斯灣形成和扎格羅斯山脈(Zagros Mountain)隆起之前的歷史,東西特提斯海之間的水域交流,或許使得多個儒艮科物種得以在阿拉伯地區延續至新近紀。
通過這些新發現的化石,科學家不僅揭示了儒艮在海灣地區的漫長演化史,還為理解全球儒艮科動物的生物多樣性和地理分布提供了重要依據。
研究方法:基于多個博物館的海??苿游锘?,重點是一塊儒艮化石
這項研究基于多個國際博物館的海牛科化石和現存標本,重點分析了肋骨的形態特征,以比較化石與現存物種之間的差異。研究主要采用手持卡尺測量標本肋骨的橫向和前后厚度,并通過這些數據進行形態學比較。
圖2:在卡塔爾的阿爾魯韋斯(Al Ruwais)附近采集的儒艮科(Dugongidae)肋骨化石碎片。這是標本QM.2021.0504,疑為儒艮科(Dugongidae)右側第一根肋骨,展示其前視圖(A, B)和后視圖(C),并提供骨骼表面的特寫(D),顯示可能的食腐痕跡。圖中還展示了肋骨碎片的近端(D)和遠端(E)的斜視圖。此外,圖中也突出了瀝青沉積物的分布。圖源:Pyenson, Nicholas D., et al. | DOI: 10.7717/peerj.14075/fig-2
其中,編號為“QM.2021.0504”的標本是是重點,從卡塔爾北部更新世地層中采集到的一塊肋骨碎片,可能屬于右側第一肋骨。盡管標本部分缺失,但通過其保存的形態特征,研究人員能夠確認其解剖學身份,并分析了其形成的沉積環境。
該標本的地層位于更新世的富威里特組,形成于高能的近岸沉積環境中,顯示出波浪作用強烈的特點,且伴有豐富的生物擾動痕跡。這些沉積特征與標本的保存狀態表明其在沉積后經歷了較小的搬運和侵蝕。
研究最終揭示了卡塔爾海岸更新世海洋環境的變化,并通過對化石和現存物種的比較,為海牛科動物在該地區的長期存在提供了證據。這一發現有助于深入理解古環境與大型海洋哺乳動物之間的關系。
研究發現+討論:探索海?;拿孛堋獊碜钥ㄋ柕睦吖撬槠?/p>
這塊化石儒艮的肋骨碎片的發現,為理解古代海牛的解剖特征和分類身份提供了新的線索。經過詳細分析,這塊肋骨的橫截面呈亞圓柱形,主軸沿線輕微彎曲,且沒有尖銳的脊線。同時,它展現出骨質硬化的特征,這種特征在幾乎所有后始新世的海牛中均有所體現。與陸生哺乳動物(通常呈壓扁的菱形截面)以及鯨類和鰭足類海洋哺乳動物(其肋骨通常呈四方形或凹形)相比,該肋骨碎片的特征無疑將這些物種排除在外。
進一步分析表明,這塊肋骨碎片與儒艮科的前肋骨形態最為接近。它的形態特征表明,這個肋骨并不屬于中胸部或后胸部的肋骨,因為它在近端沒有明顯的扁平化或扭曲,反而顯示出強烈的前后扁平特征,典型于前肋骨。這種獨特的形態使得研究人員能夠更準確地推測其分類身份。通過與“海牛”屬(Hydrodamalis)的比較,研究表明該肋骨的尺寸和整體彎曲度均明顯小于“海?!?,進而排除了其作為該屬物種的可能性。
在對海牛的第一和第二肋骨進行大規模比較測量后,研究人員發現來自卡塔爾的樣本在尺寸和形態上與“儒艮”科(Dugongidae)的第一肋骨非常相似。然而,由于保存的形態特征較為有限,尚無法完全排除其屬于一種未被描述的已滅絕儒艮的可能性(小編注:此處的原文為:“an unidentified, extinct dugongid”)。這樣的分析為深入理解海牛的進化及其古地理分布提供了重要的信息。
值得注意的是,在古近紀時期,海牛在不同地域的分布情況表現出明顯差異,卡塔爾在早期中新世(Miocene)時期位于扎格羅斯盆地的南緣,這一地理位置對海牛的進化和多樣性有著重要影響。因此,揭示卡塔爾地區海?;奶攸c,對于研究整個特提斯(Tethys)地區在新生代的海牛組群演化具有重要意義。隨著對更多海牛化石的研究不斷深入,科學家們有望揭開更為復雜的古生態系統和海牛演化過程的秘密。
研究結論
經過對比分析,研究人員發現這塊肋骨的形態與現存的儒艮(Dugong)最為相似。然而,研究人員也表示,不能排除其可能屬于一種已滅絕的物種,這個物種可能早在早中新世(early Miocene)時期就已存在于卡塔爾,或來自世界其他地區。這一發現暗示,冰河時期的海牛在海灣地區的存在,表明當時該地區已經形成了海草群落,這與扎格羅斯山脈的前上新世(pre-Pliocene)造山運動及海灣的形成密切相關。
因此,卡塔爾地區海?;倪M一步研究,可能為我們了解過去不同(甚至多個)海牛譜系是否曾棲息在海灣地區提供更多線索。隨著化石記錄的不斷豐富,科學家們希望揭示這一地區的古生態系統與海牛的演化歷史。
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資訊源 | Pyenson, Nicholas D., et al.
編譯 | 王芊佳
編輯 | 綠茵
排版 | 綠葉
參考資料略
來源: 海洋與濕地