“金剛”為何滅絕？他們用八年破解“懸案”

胡珉琦 荊曉青

過去8年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱“古脊椎所”）研究員張穎奇和山東大學的研究人員，以及來自澳大利亞、美國等地的國際合作者悶聲干了一件“大事”。

這件“大事”和一種神秘古動物的滅絕有關。

這種古動物是地球上有史以來體形最大的靈長類——步氏巨猿。它身高約3米，最重可達600多斤。霸氣的外形讓它成為好萊塢電影《金剛》主角的原型。

根據化石證據，步氏巨猿曾經成群結隊地漫步于中國南方的喀斯特地區。可令古生物界費解的是，在20多萬年前，這些“龐然大物”走向了滅絕，而同時期其他靈長類卻安然無恙。

有一種假說認為，步氏巨猿的滅絕是“人猿之爭”的結果?？墒?，事實果真如此嗎？

張穎奇和團隊成員鍥而不舍，用近10年時間追根究底。1月11日，他們在《自然》發表了有關這些“龐然大物”命運的故事——巨猿悲歌。

張穎奇告訴《中國科學報》，如果沒有兩位“貴人”相助，這項艱難的研究走不到今天。而且，為了搞清楚“金剛”的消亡史，沒有任何基礎的他居然掌握了“飛檐走壁”的技能。

巨猿化石的故事要回溯到1935年。當時，荷蘭古人類學家孔尼華在中國香港的一家中藥鋪里發現了一個巨大的、類似人牙的類人猿牙齒標本。他認為這是一種新的類人猿，并將其命名為步氏巨猿。

盡管步氏巨猿在科學界引起了極大的轟動，但沒有人知道它來自哪兒，也不知道它和人類確切的親緣關系。

直到20年之后，古人類學家裴文中院士帶領團隊偶然在中國廣西崇左大新縣的黑洞里，首次發現了步氏巨猿的牙齒化石，這才解決了步氏巨猿的出處問題。

1957年到1963年間，科學家又相繼在黑洞和柳城巨猿洞發現了3件珍貴的下頜骨化石以及1000多件牙齒標本。

在步氏巨猿剛被發現時，人們一度認為它是人類的祖先，甚至把它稱為“巨人”。但系統發育研究證實，它和人類關系比較遠，跟紅毛猩猩血緣更近。

2008年，來到古脊椎所從事博士后研究的張穎奇跟隨導師——該所研究員金昌柱尋找步氏巨猿的蹤跡。2011年，他們在廣西崇左扶綏柳橋發現了第4件下頜標本，但化石保存質量不高。

步氏巨猿復原圖（Garcia/Joannes-Boyau繪）

一直以來，由于顱骨及顱后骨骼化石證據匱乏，有關步氏巨猿的科學研究進展緩慢。它們的體形為何如此巨大？它們棲息在樹上還是地面，采取哪種位移行為？這些問題都無從知曉。

有沒有一種研究方法可以利用有限證據，巧妙找到一個科學問題的切入點？張穎奇把目光對準了滅絕事件。滅絕，雖然充滿了悲劇色彩，但卻是自然進程不可或缺的一部分。

“步氏巨猿的滅絕在古人類學中是個令人費解的謎團。”張穎奇說，當時存在于同一地區的其他靈長類都成功適應了環境并繁衍生息，為何唯獨步氏巨猿走向了滅絕？

曾有步氏巨猿是被直立人消滅的假說。該假說認為，步氏巨猿曾與直立人共存，并在與直立人進行生存競爭的過程中敗北。

“這種說法沒有可靠的科學依據?！睆埛f奇解釋，根據現有證據，步氏巨猿早在人類到達這片土地前就已經滅絕了，雙方并沒有打過照面。因此，步氏巨猿的滅絕另有緣由。

在古生物學中，化石可以告訴我們一個物種在什么地方、什么時候開始演化，但它不會直接告訴我們這些演化事件為什么發生。因此，古生物學家需要掌握大量物種演化背景信息，以還原當時地球古環境及其變化。

由于物種滅絕大多與環境變化有關，古生物學家還要進一步研究動物與環境之間的交互關系。由于其非常復雜，大量研究只能表明一定程度的相關性，無法得出直接因果關系。

要做就要做徹底。張穎奇抱著這樣的信念，確定了研究思路和方法。

一方面，通過孢粉、炭屑、微觀地層以及穩定同位素和動物群對比的分析手段，重建步氏巨猿生存期生態環境；另一方面，進行牙齒穩定同位素、微量元素、微磨痕等分析，掌握物種的攝食行為。這樣一來，就能知道不同環境對應的步氏巨猿生存狀況。

而這些分析的重要前提是通過測年建立可靠的時間框架。張穎奇解釋，只有在一個明確的時間框架下進行古環境的重建和攝食行為還原，這項研究才能成立。于是，一個多學科綜合的國際團隊建立起來。

除了張穎奇，團隊另一位靈魂人物是年代學專家、澳大利亞麥考瑞大學副教授基拉·韋斯特威（Kira Westaway）。韋斯特威在2011年曾測定了直立人最后生存的年代介于11.7萬年前至10.8萬年前。

有了韋斯特威的加入，研究團隊把6種獨立測年技術應用于含化石堆積物和化石本身，總共獲得了157個放射性測年結果。這在古生物研究領域實屬罕見。

廣西崇左喀斯特地貌景觀（圖片｜張穎奇）

最終，一條全面、精準的步氏巨猿由繁盛走向滅絕的時間線首次被構建出來：繁盛期為距今230萬年～70萬年，過渡期為距今70萬年～30萬年，滅絕窗口期則被精確鎖定在29.5萬年前～21.5萬年前，再往后就是滅絕后期。

最終，一條全面、精準的步氏巨猿由繁盛走向滅絕的時間線首次被構建出來：繁盛期為距今230萬年～70萬年，過渡期為距今70萬年～30萬年，滅絕窗口期則被精確鎖定在29.5萬年前～21.5萬年前，再往后就是滅絕后期。

在確切的年代框架下，研究團隊分別進行古環境重建和攝食行為分析，繪制出了一幅完整的巨猿生存期的生態圖景：在繁盛期，環境中的木本植物占比較大，森林茂盛；到了過渡期，氣候季節性增強，森林群落結構開始發生變化，非木本植物占比逐漸增加，環境變得更加多樣化；從滅絕后期開始，森林出現退化，環境更加開闊干燥，草地面積大幅增加。

在環境變化面前，步氏巨猿采取了怎樣的生存策略呢？

研究發現，鼎盛時期的步氏巨猿生活在茂密森林中，以果實和花朵為食，食物種類豐富、數量充足，飲水很規律，生存毫無壓力；可到了后期，它們并沒有主動適應生態環境的變化，偏愛的食物減少，它們轉而依賴那些低營養、纖維質的備選食物，飲水變得不規律，生存壓力很大。

不可思議的是，它們的體形在后期變得越來越大、越來越笨重，攝食范圍大幅縮小。張穎奇推測，由于它們吃得越來越粗糙，營養不足，只能拼命進食，導致體重“失控”。這也可能反過來加劇食物資源短缺，最終加速滅絕進程。

研究人員對比了同時期步氏巨猿的近親魏氏猩猩的攝食行為，結果發現，后者在生存條件發生變化時，體形變小、更靈活，還調整了食物和棲息地偏好，因此，無論是食物多樣性還是飲水規律性都沒有受到影響。

洞穴內發掘場景（圖片｜張穎奇）

“與猩猩這樣生存策略更加靈活的‘識時務者’相比，步氏巨猿稱得上是一個走到窮途末路的‘特立獨行者’?！睆埛f奇認為，正是步氏巨猿的固執和保守使其走向了滅亡。

這項研究給了這種史前巨獸的命運結局一個交代，而張穎奇也給了自己過去8年在巨猿研究領域的“默默無聞”一個交代。

8年間，張穎奇沒有急著發表任何一篇有關步氏巨猿演化的論文。“從一開始我就想盡最大可能講述一個完整的、有說服力的物種滅絕故事?！彼J為，如果因為種種原因，發表了階段性的成果論文，就會影響這個故事的分量。

張穎奇感謝整個團隊都有著相同的目標，特別是韋斯特威的執著和熱情。

“堅持做一件沒人做過的、超酷的事。”這種想法是美好的，但實現起來并不容易。

巨猿生活場景復原圖（Garcia/Joannes-Boyau繪）

張穎奇告訴《中國科學報》，這項研究最大的特點是多學科高度綜合，涉及形態學、年代學、地球化學、微觀地層學、古植物學等。地點多、方法多、樣品多、數據多，光是所有樣品的處理、測試和分析就有澳大利亞6所大學的科學家參與完成。

這樣復雜的論文審稿過程也有大麻煩。張穎奇解釋，沒有一個審稿人能精通論文涵蓋的所有研究方向，因此要反復尋找合適的審稿對象。此外，由于文章的方法多、數據多，審稿人在大量細節問題上提出了想法和建議，以至于這篇論文經歷了5輪修改，歷時一年多才塵埃落定。

這項研究最大的特點是多學科高度綜合，涉及形態學、年代學、地球化學、微觀地層學、古植物學等。地點多、方法多、樣品多、數據多，光是所有樣品的處理、測試和分析就有澳大利亞6所大學的科學家參與完成。

值得一提的是，在這篇論文的致謝中，出現了一個很特別的人——北京洞穴探險發起人崔慶武。

本項研究采用的研究方法（圖片｜潘越）

這項研究的展開依托于多學科的樣品采集。從2015年開始，張穎奇就帶領團隊在廣西崇左地區持續開展“地毯式”洞穴調查工作，最終選定了1999年至2020年發現的22處洞穴化石地點，作為系統性樣品采集地。

張穎奇回憶，每一年的野外季，夏季和秋季加起來共兩個月左右，總共要調查、評估幾百個洞穴點。由于接近地面的洞穴幾乎都受到人為破壞，研究團隊不得不采用崖壁洞穴調查的策略，越是高的、人很難到達的地方，他們越要上！

毫無攀巖經驗的張穎奇只能求助于網絡。他偶然找到了洞穴探險愛好者崔慶武，兩個很有干勁的年輕人一拍即合。崔慶武愣是帶著一個有恐高癥的“攀巖小白”學會了“飛檐走壁”，為科考隊“保駕護航”。

張穎奇激動地說，在經過一段時間的“科研訓練”后，崔慶武還擔負起了洞穴調查預評估的職責?！懊看未揸牰紩谝粋€上崖壁探路，他會先觀察路過的洞穴內是否有明顯的堆積物存在，幫我們省去了許多不必要的調查時間?！?/p>

近10年的時間里，崔慶武和科考隊一起遇過毒蛇、見過野豬、吃過老鄉的烤白薯，在潮濕、悶熱的洞穴里揮汗如雨……

如今，坐在辦公室里的張穎奇多了不少白發。采訪最后，他談到了大多數中年人都有的煩惱——發胖?！拔疫€想多爬幾年山，多看幾個洞，多找一些好東西，多做一點酷酷的事。”他說，為了這，也得少吃多動，保持身體健康。