北极狐、披毛犀、雪豹这些动物都起源于青藏高原，这不是开玩笑 | 邓涛

每个人小时候，都会有对远方的好奇、探险的冲动，古人也常说“读万卷书，行万里路”。这个小男孩也一样，他从书中读到了远方的风景，从此心里便种下了一颗冒险的种子。长大后的他一路探索，越走越远，越挖越深，走到冰川时代，推翻达尔文猜想。在中科院SELF讲坛，中科院古脊椎动物与古人类研究所 所长邓涛向我们讲述了冰川世纪物种起源之谜。

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邓涛

中科院古脊椎动物与古人类研究所 所长 研究员

以下内容为邓涛演讲实录：

大家好，我是邓涛，来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所。我为什么会到这个研究所工作呢？因为我热爱大自然。

我记得小的时候，没有电视，更没有网络，可书还是有的。我的父母都是中学老师，我父亲是教外语的，家里有一些国外的书，主要是苏联的。

我记得有一本书里面讲一个小孩子跟着考察船到北极去探险，书的内容我当时看不懂，但书里面有很多插图，比如北极熊、北极狐、海豹，我觉得很有意思，就拿透明纸蒙住插图，把它画下来。

对于我来说，北极是遥不可及的，但县城的北郊应该是可以去的。因此我总是想到外面去。

上中学的时候，我会骑自行车了，有了更大的追求，也就是现在经常说的诗和远方。我的家在四川宜宾，所谓的远方也就是十几公里到二十几公里以外，可是我心有不甘，想到真正的远方去。

1980年，我高考完填志愿的时候，看到了北京大学的招生简章，其中有一幅图是北大古生物专业的同学在大连的海滨进行海洋生物实习。这不就是我想要去的地方，想要做的事儿吗？

我就填了这个专业。非常幸运，我顺利被录取了。到了学校以后，跟同学聊天，我才发现我是唯一一个第一志愿学古生物专业的学生。

在那个年代，大家说“学好数理化走遍天下都不怕”，学了古生物专业，真正能走遍天下。

我们在大学的每个夏天都可以到野外去实习，从南到北、从东到西，我们国家的很多地方都去过了。在研究所，我们可以到世界各地去考察。比如说这张照片，我在美国的西部和国外的同行，一起进行科学考察。

对向往大自然、喜欢户外的人来说，还有一个地方更有吸引力，哪怕走遍世界各地，我们最想的，还是到西藏去、到高原去、到世界的屋脊去。

对大家来讲，这是一个感受伟大的大自然和它特别的文化的地方。对我来讲，这一片冰天雪地跟我的专业工作有什么关系？

大家马上就会想到好莱坞的大片《冰河世纪》，《冰河世纪》里的这些动物，它们就生活在冰天雪地的环境里。

我第一次去西藏的时候，是要研究生物的进化过程，以及地球的变迁和青藏高原的沧桑变化，我们需要找到青藏高原隆升过程的证据。

为什么我们第一次没有想到冰河世纪的动物呢？这张图上有很多典型的冰河世纪动物，猛犸象、剑齿虎、野马、大角鹿、披毛犀。

关于这些动物的演化，以前有过一些理论，现在我们认为这个理论可能是一种猜想。我们可以很容易的在博物馆里看见披毛犀的化石骨架。

大家可能经常听说，在西伯利亚的冻土里找到了冰冻的动物，就是死亡动物的尸体，上万年的有猛犸象、披毛犀、洞狮，以及其它的一些冰期的动物。

这张图上是在波兰的一个沥青湖里面找到的化石，不仅仅是骨骼，它整个的动物尸体都冰冻了，像沥青把它的水分抽干了，变成一个木乃伊。它的皮肤、肌肉、毛发都保留下了，我们就知道这个动物是披毛犀。

冰河世纪在一万年前消失了，因为全球变暖，很多冰河世纪的动物灭绝了。但是我们的祖先，古人类在几万年前跟它们相遇过，甚至把它们作为猎物。

这张图是古人类在法国南部的洞穴里画的画，我们可以很清楚地看见，这些动物是长着长毛的，适应寒冷的气候。它们是从哪儿起源的呢？

这个蓝色的地区是披毛犀在冰期的最后时间的分布地，科学上把它叫做末次冰期，就是冰河世纪快结束的时候它的分布地区。

它在靠近欧亚大陆北边、靠近北极圈的地方分布非常广泛，往南就变少了，因为北极圈很冷。冰河世纪开始之前，这些动物可能是在北极圈起源的，随着冰河世纪的到来，全球变冷，它们向南扩散。

达尔文在1859年出版的《物种起源》里面，用一句话描述了这样一个现象，他认为冰期动物是在北极起源的。他说：“生命的水体，也沿着从北极低地到赤道高地这一条徐缓上升的线，把其携带的生命漂浮物，留在了我们的高山之巅。”

为什么说留在我们的高山之巅呢？因为全球变暖以后，海拔低的地方，这些动物没有办法生存。今天我们在青藏高原可以看见很多耐寒的动物，我们很熟悉的藏羚羊、藏野驴、牦牛、雪豹，以及不太熟悉的岩羊、藏原羚、盘羊，都在高原上。

按照达尔文当时的想法，它们的祖先是从北极来的，这仅仅是想法吗？实际上有些证据。

在末次冰期，也就是在冰河世纪快结束的时候，牦牛的化石在贝加尔湖地区很靠近北面的地方被发现，藏野驴的化石在阿拉斯加被发现。看起来达尔文提出的观点是正确的。

可达尔文完全正确吗？当然进化论是完全正确的，可是在1859年，达尔文的很多证据是不太充分的。进化论最重要的一个基石——遗传学，那个时候还没有被人认识到，很多古生物的证据链也是缺乏的。

这其实也是达尔文伟大的地方，他根据这些蛛丝马迹推导出了完全正确的进化论。

但他的一些细节也有人怀疑，比如这个法国人，他在二三十年代来到中国，取了一个中国的名字叫德日进。他是一个古生物学家，也是一个传教士。

作为一个科学家，他尊重事实，他在河北阳原县一个叫泥河湾的地方研究哺乳动物的化石，照片上是一个犀牛的乳齿。

我们大家都知道，人都是要换牙的，在我们换牙之前，刚出生长出来的那一副牙齿就叫乳齿。既然这是乳齿，说明这是只幼年的犀牛，他发现这个犀牛确实是披毛犀，但是跟刚才我们展示的末次冰期的披毛犀不一样。

因为这个披毛犀生活在两百万年前，冰河世纪早期的时候，他觉得这个披毛犀是原始的。按照达尔文的想法，这个原始的披毛犀，应该在更靠近北极的地方出现，而不是在西伯利亚南面、在河北出现。

但是他没有更多的材料，仅仅提出了这个疑问。真正进展是在大概2000年的时候，我们在甘肃的临夏发现了跟泥河湾一模一样的化石。

包括跟它完全一样的乳齿，还有完整的头骨、下颌骨，我们发现它确实跟后面的披毛犀是不一样的，它是更原始的。

那么问题来了，我们到哪儿再找它更早的祖先呢？照这个路线，我们是不是再往南去呢？250万年前是冰河世纪刚开始的时候，比250万年前更早，在500多万年到250万年之间，地质上叫上新世，全球处在一个温暖的时期，我们显然不能到更南的地方去找它，那么我们去哪里呢？

这是在初夏的时候拍的临夏盆地的照片，大家看这个盆地里是绿色的，可是远处的山上有雪、有雪峰。我们知道高原是高寒的环境，因此我们想，更早的化石会不会在高原上？所以我们要到西藏去。

几百万平方公里，怎么找？我们必须要有两个线索：第一，我们要寻找的那一段的沉积物要存在；第二，要有化石的线索，比如说我要找鲨鱼的化石，我一定要在海洋的沉积物里面找，我要找到披毛犀的化石，一定要在陆地上的沉积物里找。

我们得到一个证据，这是在青藏高原的第一块被研究的化石，实际上也是中国第一块被研究的化石。

这是英国人法尔康从青藏高原得到的化石，但不是他自己采集的。我们的几个藏族同胞去印度做贸易，法尔康发现他们身上戴的护身符，其中有两块竟然是化石，他鉴定出这就是犀牛的化石。但他认为这个和在印度生活的印度犀、独角犀是一样的，这个事情就搁置了。

但这对我们很重要，我们要去西藏，要去札达，去他发现化石的地方。

大家可能没有听说过札达，但西藏的阿里大家应该比较熟悉，是孔繁森生前工作的地方。

我们在扎达几百万年前的地层里面，找到了最早的披毛犀。图上的那些红点，就是我们找到化石的地方。

这张照片是札达的一个观景台，可以看见后面非常漂亮的雪山——依比岗麦神山，这个神山正对下来的位置就是我们找到披毛犀化石的地方。

这个化石是骨折了的，在地层里保护着，我们在野外用石膏绷带处理，就像人类骨折了在医院里处理一样。我们把它采集回来，在实验室里修复，最终恢复成它们生活时候的状况。

它用它的角在雪地里刮开积雪来寻找食物，它的角跟现在的犀牛的角最大的不同在于，它的角是扁的，而现在犀牛的角是圆锥状的，就是因为它们的角的用途不一样。

我们得到了一个结论，披毛犀走出了西藏。在上新世、几百万年前，全球还是暖的时候，它只能待在高原上。可是在250万年前的时候，它到达了甘肃的临夏盆地，在200万年前的时候，它到达了河北的泥河湾，在75万年前的时候，它到达了西伯利亚。

这只是找到了一种冰河世纪的动物，那其他的这些动物，除了灭绝的以外，达尔文说有一部分留在高山，还有一部分留在它祖先的地方。留在高山的，比如牦牛、雪豹；留在它祖先的地方的，北极狐、北极熊。它们也是在高原上起源的吗？

我们确实找到了证据，我们在高原上找到了雪豹的祖先的化石，这是它的化石的复原图。

雪豹在高原上起源，它也在冰河世纪来临的时候走出了西藏，它不仅走出了西藏，它的后代甚至到了非洲、美洲。因为雪豹的祖先，实际上是所有现代大型猫科动物的共同祖先。

我们也在高原上找到了北极狐的祖先的化石，五百万年前，北极狐在高原上起源。冰河世纪来临的时候，它们扩散到更多的地区，当全球变暖的时候，它们只能待在北极。

我们还找到了盘羊的化石，盘羊不仅扩散到了西伯利亚，它还越过白令海峡到阿拉斯加，这是一个盘羊的种。在美国和加拿大交界的地方，有另外一个种叫加拿大盘羊，它们两个种的祖先都是546万年前在高原上起源的。

如果说高原是冰期动物起源的摇篮，那它从来就是如此吗？并不是这样，我们研究了一个地区，它现在的海拔是4700米，完全是一片高山草甸。但是在一千万年前，我们用它的花粉化石恢复的环境，它的海拔是2500米，甚至有棕榈树在这里生长。

我们也研究了这里的化石，一千万年前，在这个地方生活的，是在森林里的三趾马，跟刚才我们说的植被的背景是吻合的。那么这个地方什么时候达到了现在的高度？

我们在札达盆地找到了460万年前的三趾马，我们分析了它的运动功能，能够证明它是在草原上生活的三趾马，已经不在森林里面了。而高原的植被是垂直分布的，草原在森林上限以上。

我们经过科学的分析，重建了当时的植被，在460万年前的时候，垂直高度在四千米的地方，应该是森林和草原的分界线，而现在我们找到化石的地方就在四千米。

也就是说在上新世的时候，它达到了现在的高度，形成了一个冰雪的环境，所以那些耐寒的动物在高原上起源了。

我们用一张图来重建这样一个过程，在三千万年前的时候，高原在两千多米的地方；到了一千五百万年前的时候，高原隆升到三千米；到了五百万年前，高原变成了现今的高度，形成一个冰雪的环境。

札达的年平均温度是零度，高原上的动物形成了了耐寒的习性。到了冰河世纪，在250万年前的时候，它们走出了西藏。

在250万年前，全球的其他动物都是适应温暖的气候的，而那些具有耐寒习性的动物，只能待在高原上，那个时候北极都比现在温暖得多。

可是当冰河世纪来临的时候，这些高原上的动物就获得了优势，我们把这个行为叫做动物的预适应，它们走出了西藏，替代掉了那些原来生活在低海拔的、喜欢温暖的动物。

不仅如此，经过冰河世纪的过滤，这些高原上的动物，有的继续保持它原来的耐寒习性，有的动物的后代发展出更多的适应性，比如说到非洲去、到南美去，形成了今天生物多样性的一个基础。

谢谢大家！

SELF讲坛全称“SELF格致论道”讲坛，是中国科学院全力推出的公益讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办。SELF是 Science, Education, Life, Future的缩写，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展，尝试打破过去纯粹以“知识传播”为主的科普形式，专注于思想的传播，力图从思想的源头上促进公众参与科学的积极性。关注微信公众号SELFtalks获取更多信息