記者11月5日從中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(中科院古脊椎所)獲悉，該所科研人員通過現(xiàn)生偶蹄類動(dòng)物同位素研究分析“重復(fù)昨天的故事”取得多項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，其中，總體來說，食草動(dòng)物比混食動(dòng)物和食葉動(dòng)物的生態(tài)位更廣。

這項(xiàng)利用現(xiàn)生偶蹄類動(dòng)物同位素分析為重建古生態(tài)和古環(huán)境提供新思路的重要成果論文，近日在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《生態(tài)與演化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution)發(fā)表。

論文第一作者和通訊作者、中科院古脊椎所博士后王忭介紹說，偶蹄目是現(xiàn)生大型哺乳動(dòng)物中最繁盛的門類，可以為有蹄類化石的研究提供重要參考。哺乳動(dòng)物牙釉質(zhì)的碳、氧穩(wěn)定同位素分析在古脊椎動(dòng)物、古人類研究中有著廣泛應(yīng)用，是重建古生態(tài)和古環(huán)境的重要研究手段，不過，該方法的精確使用，需建立在充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)生動(dòng)物生態(tài)與其同位素?cái)?shù)值的基礎(chǔ)之上。

此次研究基于整理匯總已發(fā)表的現(xiàn)生偶蹄動(dòng)物牙釉質(zhì)碳同位素?cái)?shù)據(jù)，并補(bǔ)充多個(gè)物種的新數(shù)據(jù)，科研團(tuán)隊(duì)利用更細(xì)化的食性分類單元，對(duì)食性和碳同位素成分的關(guān)系進(jìn)行比較，還首次探索了偶蹄類動(dòng)物碳同位素成分中的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)，主要取得三方面研究發(fā)現(xiàn)的成果。

一是目前已有的偶蹄動(dòng)物牙釉質(zhì)碳同位素采樣，在地理空間、生態(tài)環(huán)境和動(dòng)物門類的分布上都很不均勻。例如，在非洲熱帶亞熱帶草原環(huán)境中的采樣最為密集，而來自歐亞大陸溫帶草原、溫帶森林和熱帶森林的樣品卻很少；對(duì)一些比較古老的現(xiàn)生類群(如鼷鹿科，麝科)的同位素研究也很欠缺；在不同大陸上的相似環(huán)境中，偶蹄類動(dòng)物碳同位素值有何異同？在碳四植被擴(kuò)張以前的漫長地史時(shí)期，動(dòng)物群在碳三環(huán)境中如何分化生態(tài)位？這些問題的解答都離不開未來對(duì)現(xiàn)生動(dòng)物進(jìn)行更完整的同位素取樣分析。

二是總體來說，食草動(dòng)物比混食動(dòng)物和食葉動(dòng)物的碳同位素?cái)?shù)據(jù)有更大的極差，這意味著食草動(dòng)物的生態(tài)位更廣。但值得一提的是，食草動(dòng)物中不同類群的食性表現(xiàn)也不盡相同：牛科動(dòng)物下的葦羚亞科、狷羚亞科、馬羚亞科呈現(xiàn)了近乎純碳四的食性信號(hào)；以羊亞科為代表的另一群食草類動(dòng)物，則有著更靈活的食性選擇，其碳同位素?cái)?shù)值能反映出不同環(huán)境中的碳三-碳四比例。由此可見，傳統(tǒng)上對(duì)植食性的三分法忽略了食性行為的一部分復(fù)雜性，但認(rèn)識(shí)這些復(fù)雜性對(duì)探究物種的適應(yīng)能力和演化歷史有重要意義。

三是偶蹄類的碳同位素均值呈現(xiàn)較弱的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)。相較于布朗運(yùn)動(dòng)模型，發(fā)育關(guān)系更近的物種的碳同位素均值更不相似。因此，要解釋這一結(jié)果的形成原因和過程，后續(xù)還需要結(jié)合化石數(shù)據(jù)，進(jìn)行古生態(tài)、生物地理和系統(tǒng)發(fā)育等方面的綜合研究。

王忭表示，盡管牙釉質(zhì)碳同位素檢測(cè)在實(shí)驗(yàn)方法上已趨于成熟，應(yīng)用成果也很豐富，但是現(xiàn)代環(huán)境中的穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)研究，仍有很大的探索空間。研究過程如果充分挖掘碳同位素中的信息，將為進(jìn)一步深入和細(xì)化古生態(tài)、古環(huán)境重建提供更多可能。(完)