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《生命世界》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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解读牛家谱

2009-11-18 23:42:13

  如果走过纽约百老汇的街头,你会看到一座英勇威猛的巨牛雕像,这就是股市从业人员的保护神——华尔街牛。在西方人看来,牛是财富与力量的象征。在中国传统文化中,牛还是扎实、勤恳、坚韧、永不言败精神的完美体现。带着千百年来对牛这份美好的敬意与崇拜,我们穿越时空,来寻访牛的祖先。


华尔街牛

  传说牛是年变的。年是一种独角、青面獠牙的庞大猛兽。每到腊月三十晚上,它就闯入农家,祸害百姓。太上老君得知此事,施展法术,将年降服,作为自己的坐骑,并封为“独角牛神”。开始,年很听话,但后来它的恶性未改,抽空就到人间,闯门扰家,弄得百姓家家关门,户户守年。玉帝知道后勃然大怒,想立即把年处死。太上老君启奏说:“年虽罪恶多端,但身魁体壮,割去其独角,让它长两只弯角,变为牛,只吃素不吃荤,世代服劳役,听人使唤。”玉帝准奏。太上老君即随手一甩,将一个金属环子套在牛鼻子上,这样,牛就乖乖听从摆布了,为人干活,任劳任怨。人类自从同牛交上了朋友,靠牛耕作,才开始脱离“刀耕火种”的原始生活。

  不过,传说终归是传说,要真正认识牛的起源及其家谱还要依靠科学的力量。

  事实上,汉语中的牛是个比较笼统的名词。水牛、黄牛、牦牛等都称牛。那生物学意义上的牛是怎样的呢?牛是哺乳动物纲偶蹄目牛科动物,水牛、黄牛、牦牛虽然都称牛,可它们亲缘关系较远,因此分别属于不同的属。

  牛科动物一个共同的特点就是长有一对犄角,在角的外层有一种称为几丁质的坚硬角鞘,而内层则是与头骨连在一起的骨头。牛死亡后角鞘从骨质的角心上脱落下来,中间即为空洞,所以又被称为洞角类。

  有些牛科成员雌雄都长角,而有些只有雄性才有。牛科成员的牙齿也独具特点:没有上门齿与犬齿,依靠下门齿与舌头取食草或树叶。


牛科动物的家族图谱

  牛科动物是一个大家族,分布范围很广,除南美洲与大洋洲外,其他各洲均有分布。与种类和数量最多的非洲相比,中国仅有11属,21种,其中包括著名的珍稀濒危动物——藏羚羊。

  如何对这个大家族进行分类是学术界长期争论的问题。最近的分子生物学及形态学研究基本上认为,牛科成员组成了一个单系类群,也就是说它们都有共同的祖先。但对这个庞大的家族如何继续划分又存在很多争议。有科学家将它们分为5个亚科,也有分为10个亚科。最近的分类方案将牛科分成了9个亚科。一般说来,牛科可以笼统地划分为两大支系,一类是牛亚科,另一类是所有其他非牛类的亚科。我们通常意义上的牛即牛亚科的成员。

  那么牛亚科这个家族中又有哪些成员呢?牛亚科包括了牛族、蓝牛族、薮羚族以及1992年才发现的假羚族。假羚的角长而直,非常类似于非洲的大羚羊,但是综合形态学与分子生物学的研究证明发现于越南的这类动物应该归到牛亚科中,与蓝牛羚、薮羚等亲缘关系密切。

  既然如此丰富多样的牛科成员有共同的祖先,那它们的祖先是谁,如何演化分异的呢?

  让我们看看古生物学家给出的实证。

  在内蒙古约三千万年前的地层中,我国科学家曾经发现一些可能是牛科成员的化石标本,可惜只有残破的下颌骨,而无从判断这种动物是否已经具角。因此,它们是否代表了牛科的最早成员仍然存在较大的争议。在欧洲、巴基斯坦以及中国等地区距今约一千八百万年前的地层中,都曾发现过始羚的标本,这是没有争议的最早的牛科化石。这种化石角心的形状非常类似于现在非洲红棕羚,只是尺寸更大,更厚实而已。

  在其后的八百万年间,牛科化石的种类虽然有所增加,但在动物世界的生态链上仍然不太显眼。那时,我国常见的是一种中小型的角心有轻度旋转的土耳其羊。


陕西府谷发现的蓝牛化石

  而在距今一千万年至五百万年前,伴随着青藏高原的隆升,东亚季风气候体系的形成以及草原的大规模扩张等诸多因素,牛科动物获得空前绝后的繁荣时机。仅在中国发现的化石就有16属之多。其中包括了较大型的乌米兽、近旋角羊、陕西转角羚等,以及新近在甘肃省和政地区发现的由我国著名古哺乳动物学家邱占祥先生命名的和政羊,也包括了各种体形较小的羚羊,如步氏羚羊、高氏羚羊、三角小羚羊等。从体形上,和政羊稍大于绵羊,但一对粗短而略扁的羊角长在眼眶之后,脑颅部分很短,其头骨与牙齿的形态与我国北方三趾马红土中常见的近旋角羊非常接近,只是体形较小,头上的角没有后者特化。据研究,和政羊可能是近旋角羊的直接祖先。与这两种动物亲缘关系较近的陕西转角羚、乌米兽等也生活在大致相同的年代。由于这些动物与现生的羚牛、扭角羚等在形态上有一定的相似性,从而也曾被归入麝牛亚科。但最近的研究表明,和政羊、近旋角羊、乌米兽等从形态特征上已极度特化,与现生麝牛没有直接的祖裔关系,可能为牛科演化历史上已灭绝的一个分支。在这一时期确切的羊亚科化石种类相对较少,对于其生物学特征的了解仅限于部分角心化石标本,如青海柴达木盆地发现的托苏羊、敖羚等。在西藏那曲地区的比如县曾报道过一段带有部分额骨的角心,其额骨上存在明显的额窦,初步判断可能为一种我国境内较早期的羊亚科成员。这一时期我国牛亚科的成员非常少,仅有蓝牛族的两个属,即甘肃和政、陕西府谷等地一些类似于中新羚的标本,以及云南发现的与禄丰古猿共生的楔羚,遗憾的是后者至今还没有详细的研究报告。羚羊亚科的某些成员可能从一千万年左右从非洲迁移至亚洲,并在中国这一独特的地理及气候环境条件下,逐渐演化发展。


陕西府谷发现的蓝牛化石

  大约距今五百万年至二百五十万年期间,牛科种类似乎又进入一个相对低谷的时期。除了羚羊进一步演化发展外,中国北方开始出现了一些具有旋转角心的种类,如琴角羚牛、紧旋角羚牛、羊角羚牛以及可能是现生鬣羚祖先的粗角羚羊等。而这个时期,我国南方的化石记录几乎是一片空白,将来的调查与发掘或许能填补这一缺憾。

  从大约二百五十万年前开始,牛科化石种类从外部形态上已经不再是奇形怪状的了。这时,出现了大量与现生类型非常接近的种类,如丽牛、水牛、野牛、苏门羚、黄羊等。苏门羚主要生活在长江以南,可能由于没有受到较为剧烈的气候变化的影响,生态压力相对较小,其形态特征基本上没有太大的变化。而丽牛在中国生存了大约一百万年之后即退出了历史舞台,而被水牛替代。从中更新世,大约五十万年开始,现在家牛的祖先——原始牛开始出现,并广泛分布在欧亚大陆及北非。中国的原始牛化石似乎比欧洲的稍晚,尚未发现中更新世的原始牛化石,而大量发现于晚更新世化石地点,甚至可能延续到三千多年前。

  与其他动物一样,牛羊类的演化历史是一部与大自然抗争、适应、和谐的历史。这其中既有成功,也有失败。以上只是简单介绍了一些牛科种类演化发展的基本框架。到目前为止,对牛科化石的系统研究尚处于较初级的阶段,大量的疑团仍有待科学家去解开。

  科学家研究动物的演化历程,从某种意义上并不只是满足人们的好奇心,更重要的是正确认识动物与环境的协同演化关系,保持人与自然的和谐以及社会的可持续发展。

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