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中國網/中國發展門戶網訊 在距今?2?億多年前的三疊紀時期,青藏高原今天所處的地區還是一片汪洋大海。喜馬拉雅山脈分布著三疊紀的海相灰巖,20?世紀?70?年代青藏高原第一次綜合科學考察中,古生物學家在此發現了喜馬拉雅魚龍(Himalayasaurus tibetensis)和珠峰中國旋齒鯊(Sinohelicoprion qomolangma)的化石。至侏羅紀—白堊紀時期,我國西藏東南部的部分地區逐漸脫離海洋環境,在昌都盆地形成了與當時四川盆地相似的淡水湖泊,恐龍等動物生活在湖岸邊,如在芒康發現的拉烏拉芒康龍(Monkangosaurus lawulacus)和酋龍(Datousaurussp.)等。
中生代泛大陸解體之后,分離出來的印度板塊以較快的速度向北漂移,終于在新生代初期與歐亞大陸發生碰撞,成為近?5?億年來地球歷史上發生的最重要造山事件,青藏高原開始逐漸形成。青藏高原的隆升過程不是勻速的運動,亦非一次性的猛增,而是經歷了不同的階段。每次隆升都使高原地貌得以演進,而生物對氣候環境的變化極其敏感,青藏高原隆升對氣候環境所造成的巨大影響必定會反映在該地區生物群的演替上。近年來,我們在青藏高原的考察和研究中獲得了一系列重要的發現,從生物演化的角度清晰地描繪出青藏高原的隆升過程和影響效應。
熱帶動植物的樂土
最初的證據來自藏北高原的尼瑪盆地,2010?年,我們在其南緣的陸相灰色粉砂質泥巖沉積中發現了豐富的魚類化石,在其中創建了一個鯉科鲃類化石的新屬新種,并將其命名為張氏春霖魚(Tchunglinius tchangii)。結合該段地層用?40Ar/?39Ar?法測得的?23.5—26?Ma?年齡,推測張氏春霖魚生活于晚漸新世時期。鯉科鲃類的分布限于東半球的亞洲和歐洲中南部以及非洲,其中生活于低海拔溫暖地區的種類脊椎骨數較少,例如現代亞洲熱帶的屬種只有?30?枚左右;而生活在寒冷的高海拔地區的種類脊椎骨數較多,例如同屬鲃類的現代青藏高原特有的裂腹魚類接近?50?枚。張氏春霖魚的脊椎骨數為?33?枚,遠少于現代青藏高原的裂腹魚類,而接近于亞洲熱帶的鲃類,因此張氏春霖魚應該是生活在低海拔溫暖地區的魚類。由此提出推斷,尼瑪盆地一帶在晚漸新世還處于低海拔的溫暖環境之中。
由于得到如此重要的線索,隨后我們在青藏高原的野外考察中加強了力度,在尼瑪盆地及其以東的倫坡拉盆地發現了更豐富和更多樣的化石。其中,攀鱸及其伴生植物等指示低地暖濕環境的化石為重建青藏高原的隆升歷史增添了更強有力的證據。
今天主要分布在南亞、東南亞和非洲中西部熱帶地區的攀鱸在分類上屬于攀鱸亞目攀鱸科,其生活環境的海拔大多在?500?m?以下,最高不到?1?200?m,氣溫在?18℃—30℃?之間。攀鱸棲息于河湖邊緣或沼澤水洼,偏好淺而安靜且缺氧的水體,溶氧量可低至?1?mg/L?以下,而大多數魚類的正常生命活動要求?4?mg/L?以上。攀鱸的特別之處在于其鰓腔內長有由鰓骨特化而成的迷鰓(labyrinth organ),這個結構的形態如花朵一般。攀鱸憑借這一器官可以直接呼吸空氣中的氧氣,因為迷鰓表面覆蓋著呼吸上皮,有著豐富的毛細血管,而且不同于其他正常的鰓,通過迷鰓的血液經由靜脈回流到心臟。由于迷鰓結構復雜,在鰓腔內占有很大的空間,使得用于水中呼吸的鰓大大萎縮,以致于滿足魚體存活所需要的氧氣量不能充足吸入,因而攀鱸必須經常將頭伸出水面在空氣中進行呼吸,甚至在雨后爬出水面,登岸“行走”。在藏北發現的攀鱸化石是攀鱸科迄今最早且最原始的化石代表,被命名為一個新屬新種,即西藏始攀鱸(Eoanabas thibetana),它將攀鱸科的化石記錄前推了約?20?Ma。在始攀鱸的標本中通過掃描電鏡也觀察到了迷鰓,骨片上的穿孔構造顯示其迷鰓的發育程度更接近于在空氣中呼吸能力最強的亞洲攀鱸。研究結果顯示,西藏始攀鱸具有類似于現代攀鱸的生理特征與生態習性,通過對比可知其指示著溫暖濕潤的環境,其棲息地也可能是較為局限的水體(圖?1)。然而,化石產地現代的海拔高度近?5?000?m、紫外線輻射強烈,水體年均溫低至約?1.0℃、流動性強而溶氧量高,與攀鱸距今?26?Ma?前的生活環境截然不同。由此可見,自西藏始攀鱸的時代至今,青藏高原腹地的地理特征與自然環境顯然經歷了巨大的變化。
與攀鱸同層的植物群落包括典型的喜暖濕環境的葉型碩大的棕櫚、菖蒲,以及與浮萍類關系很密切的天南星科水生植物,這些化石進一步支持了上述推斷,證明群落生長地當時的海拔不超過?2?000?m,在同一層位發現的一些昆蟲也指示類似的古海拔高度。藏北漸新世晚期的這個生物群間接地說明當時自印度洋而來的暖濕氣流可以深入到藏北地區,也就是說,現代青藏高原南緣橫亙東西的巨大山脈在當時遠沒有隆起到今天的高度,因此還不足以阻擋南來的暖濕氣流。
由此可見,根據古生物學證據,尤其是通過化石所反推的高原隆升歷史,與目前基于地質學、地球物理和地球化學等數據而得出的青藏高原在漸新世甚至始新世就已達到現代高度的推斷明顯不同。因此,多種證據互相參照可以讓已有的高原隆升模式得到不斷完善和修正。