大熊猫有个小祖先

    本期话题：我国发现最完整的早期大熊猫头骨化石

    6月18日出版的美国《国家科学院学报》月刊发表了中美考古学家的一项最新研究成果，研究发现，在我国广西乐业地区发掘出土的距今大约200万年前的一种大熊猫头骨化石，是迄今发现的最完整的早期大熊猫头骨化石；这种名为大熊猫小种的原始的大熊猫已喜食素食，体型较小，脸部较长，模样更接近于熊。

    金昌柱 博士 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员

    国宝大熊猫是我国独有的珍稀动物，大熊猫憨态可掬深受人们的喜爱。2001年5月由中国科学院地学、生物学专家和英美等国的探险家组成的联合考察队，在对我国广西乐业地区进行“天坑群”科学考察时，中国科学院动物研究所张春光研究员从当地居民手中收集到了一件古生物化石，我们鉴定后认为是一件大熊猫小种的头骨化石。

    大熊猫小种的拉丁学名是Ailuropoda microta，是北京猿人第一个头盖骨的发现者裴文中院士命名的，指的是生活在早更新世时期(大约距今200万年)的体型较小、形态特征较原始的一类大熊猫。此前，也曾发现过大熊猫小种的牙齿或残破的下颌骨，但从未发现过大熊猫小种的头骨化石。乐业出土的这一大熊猫化石，是迄今我国境内发现的大熊猫化石之中形态特征很原始、地质时代较早的早期大熊猫，这也是迄今更新世早期发现的保存最完整的大熊猫头骨化石，它的发现对研究大熊猫的今昔变化、系统演化关系具有重要的意义。

    乐业在辽阔的中国版图上只是位于云贵高原东南角广西百色盆地的北缘一个不起眼的小县城，据考证，乐业在2亿年前还是汪洋大海，经地壳多次变动，历经沧桑才形成现今的独特地质地貌。天坑是石灰岩地区喀斯特(Karst)地貌的一种特殊的自然景观，在乐业约50平方公里范围内分布有20多处不同规模的天坑，呈东西向带状分布，其中最为著名的大石围天坑深度可达600余米，宽400余米。这是世界上极为罕见的喀斯特溶洞群。

    天坑的形成离不开地壳的变动，由于石灰岩的可溶性，在地质构造运动的影响下，温暖多雨的侵蚀使石灰岩地区形成千姿百态的喀斯特峰林、溶洞和裂隙。这些溶洞和裂隙往往成为史前生物、包括古人类栖息和活动的场所；在一定的地质条件下，它们的遗骸往往埋藏成生物化石。乐业天坑群真实记录了人类起源以来几百万年地质、生物和气候环境的重大事件，具有十分重要的科学价值。天坑群是一个化石的宝库，在这里的堆积物中存留有大量的史前时期的大熊猫、剑齿象、貘、鹿等十几种哺乳动物化石。我和刘金毅博士很快前往化石出产地广西乐业地区花坪乡金银洞化石地点进行了调查。出土的大熊猫小种头骨化石产自海拔950米的洞穴堆积，化石保存状况相当好，没有在埋藏石化中变形，形态特征非常清晰，其生存年代为200万至240万年之前的早更新世。

    根据大熊猫头骨化石的长宽比例推算，大熊猫小种的体型约为我们现在所看到的大熊猫体型大小的三分之二左右，而不应是此前有媒体所称的二分之一。推测“大熊猫小种”体长约3英尺(约合0.9米)，而现代大熊猫平均体长都要超过5英尺(约合1.5米)，与今天的大熊猫相比，大熊猫小种体型明显要小一些；从形态特征看，大熊猫小种可能是现生大熊猫和祖先大熊猫类之间的过渡类型；并且通过分析头骨化石，我们对这种大熊猫祖先作了简单的三维复原，发现其头部与现在的大熊猫略有不同。今天的大熊猫头部很圆，体型庞大，而熊猫祖先体型小，脸部较长，体态原始，更接近于熊的模样。

    素食动物的颊齿一般都具有较多的齿尖，构造较复杂，大熊猫小种化石的牙齿也已具有这样的特征。研究发现，大熊猫小种的牙齿尖越来越钝，齿尖之间衍生珐琅质瘤状突起，牙表面构造越来越复杂，这些都有利于它提高咀嚼机能，说明应该开始以竹子为主要食物了。

    另外，通过形态学研究和CT扫描，我们发现头骨化石的颅内结构保存得非常好。根据扫描数据进行头骨的虚拟三维重建与解剖，分离出大熊猫小种的大脑、小脑、嗅球等颅内结构。我们惊奇地发现，大熊猫小种的颅腔比较大，但是颅腔内额窦(空腔)占了很大的部分。根据形态功能学的研究，现生大熊猫头骨中的额窦之所以会那么大，是因为大熊猫适应了食用竹子，需要强壮的咀嚼肌肉来把竹子嚼烂，而咀嚼肌肉的发达需要有较大面积的骨骼来附着肌肉，所以大熊猫的头骨就不断增大，并在头骨内部留下一些空腔以减轻头骨的重量，额窦就是其中最大的空腔。因此，这些证据都表明大熊猫的演化在大熊猫小种阶段已经适应了食用竹子，大熊猫的进化是朝着不断提高咀嚼机能的方向发展的；同时也说明了广西乐业在早更新世时期气候湿润，有丰富的竹子生长。

    史前时期，大熊猫广泛分布于我国南方，盛极一时，然而如今大熊猫已成为濒临灭绝的物种，地理分布极为有限，仅存在于秦岭以南川、陕交界区域。广西乐业地处云贵高原边缘，不断隆起的喜马拉雅山阻断了来自印度洋的暖湿气流，使得这一地区的气候环境逐渐变得干燥，导致了这一地区部分生物物种的灭绝。大熊猫小种的发现丰富了我们对大熊猫的地史分布特征的了解，对于探讨自然环境、古气候变迁以及人类活动对大熊猫的演化和生活的影响有重要意义。