卡塔尔儒艮化石揭示2200万年海牛演化史

卡塔尔儒艮化石揭示2200万年海牛演化史

2022年10月，美国史密森尼学会古生物学家Nicholas D. Pyenson领导的研究团队在《PeerJ》期刊发表重要研究成果。研究团队在卡塔尔北部的阿尔鲁韦斯镇附近发现了一块距今约12.5万年的儒艮肋骨化石，这一发现将海湾地区海牛类动物的演化历史追溯至2200万年前。

阿拉伯海湾是全球第二大儒艮种群栖息地，主要分布在阿联酋、沙特阿拉伯、巴林和卡塔尔沿海水域。尽管数量庞大，但海湾地区的儒艮种群正面临人类活动的威胁，已被世界自然保护联盟（IUCN）列为"易危"物种。

自7500年前的新石器时代以来，儒艮在海湾地区具有重要的文化和经济地位。但是，关于该地区儒艮种群的生态与种群动态的研究相对是较少的。最近的实地考察，尤其是在卡塔尔西部和北部的工作，为深入了解这一濒危物种提供了新视角。特别是，如何在石油开发密集的海域中保护儒艮的栖息环境成为关注重点。

海湾地区的近海沉积层为保存海洋哺乳动物化石提供了理想条件，尤其是在卡塔尔。此前的研究已初步表明，卡塔尔的地层中包含丰富的化石资源，涵盖从始新世到中新世的海洋脊椎动物化石，尤其是在卡塔尔西南部达姆地层中发现了大量早中新世时期的儒艮科动物的化石。这些发现显示，卡塔尔曾是多种儒艮科动物的栖息地。

在阿拉伯以外地区，儒艮化石在前特提斯海西部沿岸的发现较为常见，特别是在埃及法尤姆盆地和欧洲的始新世至渐新世近海沉积中，发现了远亲于现代儒艮的古代水生海牛类化石。这些化石显示了全球范围内海牛类群体的多样性，尤其是在中新世时期。

基于2018年~2020年在卡塔尔北部的初步实地工作，科学家报告了卡塔尔首次发现的儒艮科化石。这块孤立的肋骨化石来自富怀里特地层富泰西成员，位于卡塔尔阿尔鲁韦斯镇附近的更新世沉积中。这一发现为现代儒艮种群的历史提供了重要的化石证据，表明这一生态重要的海洋植物消费者在卡塔尔的存在至少可以追溯至更新世。此外，这一发现与卡塔尔布尔迪加利时期（Burdigalian，早中新世）其他儒艮化石的记录相一致，揭示了海牛（sea cows）在卡塔尔水域近两千万年的演化史。这一时间跨度还涵盖了波斯湾形成和扎格罗斯山脉（Zagros Mountain）隆起之前的历史，东西特提斯海之间的水域交流，或许使得多个儒艮科物种得以在阿拉伯地区延续至新近纪。

图2：在卡塔尔的阿尔鲁韦斯（Al Ruwais）附近采集的儒艮科（Dugongidae）肋骨化石碎片。这是标本QM.2021.0504，疑为儒艮科（Dugongidae）右侧第一根肋骨，展示其前视图（A, B）和后视图（C），并提供骨骼表面的特写（D），显示可能的食腐痕迹。图中还展示了肋骨碎片的近端（D）和远端（E）的斜视图。此外，图中也突出了沥青沉积物的分布。图源：Pyenson, Nicholas D., et al. | DOI: 10.7717/peerj.14075/fig-2

这项研究基于多个国际博物馆的海牛科化石和现存标本，重点分析了肋骨的形态特征，以比较化石与现存物种之间的差异。研究主要采用手持卡尺测量标本肋骨的横向和前后厚度，并通过这些数据进行形态学比较。

经过详细分析，这块肋骨的横截面呈亚圆柱形，主轴沿线轻微弯曲，且没有尖锐的脊线。同时，它展现出骨质硬化（osteosclerosis）的特征，这种特征在几乎所有后始新世的海牛中均有所体现。与陆生哺乳动物（通常呈压扁的菱形截面）以及鲸类和鳍足类海洋哺乳动物（其肋骨通常呈四方形或凹形）相比，该肋骨碎片的特征无疑将这些物种排除在外。进一步分析表明，这块肋骨碎片与儒艮科的前肋骨形态最为接近。它的形态特征表明，这个肋骨并不属于中胸部或后胸部的肋骨，因为它在近端没有明显的扁平化或扭曲，反而显示出强烈的前后扁平特征，典型于前肋骨。这种独特的形态使得研究人员能够更准确地推测其分类身份。

通过与“海牛”属（Hydrodamalis）的比较，研究表明该肋骨的尺寸和整体弯曲度均明显小于“海牛”，进而排除了其作为该属物种的可能性。在对海牛的第一和第二肋骨进行大规模比较测量后，研究人员发现来自卡塔尔的样本在尺寸和形态上与“儒艮”科（Dugongidae）的第一肋骨非常相似。然而，由于保存的形态特征较为有限，尚无法完全排除其属于一种未被描述的已灭绝儒艮的可能性（小编注：此处的原文为：“an unidentified, extinct dugongid”）。这样的分析为深入理解海牛的进化及其古地理分布提供了重要的信息。

值得注意的是，在古近纪时期，海牛在不同地域的分布情况表现出明显差异，卡塔尔在早期中新世（Miocene）时期位于扎格罗斯盆地的南缘，这一地理位置对海牛的进化和多样性有着重要影响。因此，揭示卡塔尔地区海牛化石的特点，对于研究整个特提斯（Tethys）地区在新生代的海牛组群演化具有重要意义。随着对更多海牛化石的研究不断深入，科学家们有望揭开更为复杂的古生态系统和海牛演化过程的秘密。

经过对比分析，研究人员发现这块肋骨的形态与现存的儒艮（Dugong）最为相似。然而，研究人员也表示，不能排除其可能属于一种已灭绝的物种，这个物种可能早在早中新世（early Miocene）时期就已存在于卡塔尔，或来自世界其他地区。这一发现暗示，冰河时期的海牛在海湾地区的存在，表明当时该地区已经形成了海草群落，这与扎格罗斯山脉的前上新世（pre-Pliocene）造山运动及海湾的形成密切相关。因此，卡塔尔地区海牛化石的进一步研究，可能为我们了解过去不同（甚至多个）海牛谱系是否曾栖息在海湾地区提供更多线索。随着化石记录的不断丰富，科学家们希望揭示这一地区的古生态系统与海牛的演化历史。

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资讯源 | Pyenson, Nicholas D., et al.编译 | 王芊佳
编辑 | 绿茵
排版 | 绿叶