虎年了，关于虎的一个未解之谜
人民资讯2022-01-28 08:36
本文转自：中国科学报
作者 ｜ 胡珉琦
蓝田公王岭发现的虎上裂齿化石
刃齿虎骨架化石
布氏豹复原图 邓涛供图
2022年是中国的农历虎年。中国人对虎有着特殊的情结，并不仅仅因为它们是生存环境中的顶级掠食者，更因为虎有“王者”风范，是“祥瑞”的象征。可如果回到科学中来，人们对虎的“身世”其实知之甚少。
剑齿虎是老虎的近亲吗？“古中华虎”是老虎的祖先吗？这些问题的答案，也许并不像多数人所想的那样。
亚洲“土著”
要回答老虎的祖先是谁，首先就得了解猫科动物的演化路径。
猫科动物大概是在3000万年前出现的。在分类学上，猫科动物被划分成了两大家族，一类是锥齿猫家族，包括所有的现生猫科动物及相关的化石物种；另一类则是已经绝灭的剑齿虎家族。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛特别提到，这两大家族彼此独立，也就是说，大名鼎鼎的剑齿虎和现代猫科动物完全没有亲缘关系，尽管剑齿虎家族要早于锥齿猫家族出现，但剑齿虎不可能是老虎的祖先。
老虎和狮子、豹、美洲虎以及雪豹一样，在锥齿猫家族中属于豹亚科豹属，豹属又分成了现生的美洲虎—豹—狮支系，和虎—雪豹支系，后者是土生土长的亚洲类型。从分类学上可以看出，老虎和雪豹亲缘关系才是最近的。
2013年，中科院古脊椎所的研究团队在西藏札达盆地440万年前上新世早期地层中，发现了原始豹类的头骨化石。
它具有扁平的额鼻区域和扩展的上颌骨，这是雪豹的典型特点，古生物学家把它命名为“布氏豹”，这也是虎—雪豹支系中最早发现的化石记录。
“科学家可以确定的是，布氏豹与雪豹关系十分密切，推测它和虎可能拥有一个共同的祖先，只不过，目前还没有找到确切的化石证据。”邓涛解释。
布氏豹曾生活在青藏高原，作为它的后裔，雪豹直到今天仍是第三极的霸主。那个尚未知晓的虎的祖先则选择了远行，深入腹地，开启了它们的丛林之旅，但从未离开过亚洲。
“古中华虎”是老虎的祖先？
寻找虎的祖先一直是科学家的一个情结。
1920年，时任民国政府矿业顾问的瑞典地质学家安德森在河南渑池兰沟发现了几枚疑似大猫的头骨化石，距今约200万年，标本保存较完好，由同一个体的头骨、下牙床和一枚寰椎组成。
1924年，奥地利古生物学家师丹斯基根据这些标本建立了一个种，先是命名为“古中华猫”。
后来，有中国学者认为它与虎有很多类似的形态特征，将其改称为“古中华虎”。在此之后，科学家又在甘肃东乡龙担发现了一些古中华虎的头骨化石。
在很长一段时间内，“古中华虎”被看做是虎的祖先，可事实并非如此。
“古中华虎的分类位置并不清楚。它的化石年代虽然没有布氏豹早，但从形态分析，它在豹亚科中处于一个基部类群，非常古老。准确地说，它应该是现生大型猫科动物狮、虎、豹等共同的古老的远亲。”邓涛说道。
虎的祖先是谁，至今还是个未解之谜。
不过，在我国陕西蓝田公王岭，科学家首次发现了现代虎类的化石。公王岭是著名的哺乳动物化石点，含化石地层的年代约为110万年前。这里发现的虎化石并不完整，上颌与下颌各有一部分，与今天的虎几乎一模一样。
此外，在著名的周口店北京猿人遗址和重庆万州的盐井沟也相继发现了虎的化石，时间为60万年前左右的更新世中期。
总体而言，虎的化石非常稀少。邓涛解释，它们基本生活在环境湿润、林木茂盛的栖息地中，土壤不容易被分化，流水侵蚀少，沉积物积累较少，很难埋藏并形成化石。再加上虎是独居动物，领地辽阔，个体数量本来就少，化石能保存下来并被发现的概率更是微乎其微。
明星家族剑齿虎
和虎化石相比，剑齿虎家族的化石数量更多，因为它们生活在开阔的草原地带，个体数量多，有更好的化石形成和保存条件。
邓涛介绍，剑齿虎曾经广泛分布于新、旧大陆的新近纪及第四纪时期，它们是食肉动物中一个延续时间很长的类群。
剑齿虎家族成员最早发现于欧亚大陆约1500万年前的中中新世地层中，发现于突尼斯约2000万年前的沉积物中的材料也可能是其最早的化石记录，被归入非洲剑齿虎。
与现生的大型猫科动物相似，大型的剑齿虎具有捕猎上的优势，一些剑齿虎的体形与狮子或老虎接近，如成年毁灭刃齿虎的体重可超过400公斤。
剑齿虎是一类长有发达的匕首状上犬齿的猫科动物，因其凶猛威武的外形和顶级掠食者的生态地位而受到广泛关注。
由于电影《冰河世纪》和一些古生物纪录片的流行，生活在晚更新世北美的剑齿虎类成员刃齿虎是最为人们熟知的。
刃齿虎以大象、大型植食性动物以及它们的尸体为食，它的马刀齿十分明显，利刃状的牙齿可以起到切割的作用。捕到猎物后，刃齿虎通过闭合颌部，用强有力的牙齿撕扯进食。
如此凶悍的顶级猎食者到了更新世开始走下坡路。邓涛表示，有证据显示，凶猛的剑齿虎的灭亡可能归因于人类逐渐强大最终战胜了它们，甚至把它们当作猎物。
随着剑齿虎的消失，老虎开始走上繁盛的历史舞台。它们有的沿着东北山脉丛林向西伯利亚扩散，有的沿西北方向绕行最终进入印度次大陆的森林和河流地域，还有的沿南方进入东南亚，一部分最终进入印度尼西亚群岛，比如爪哇岛。
正是经过这样的扩散，现代虎的分布面积曾经达到西起土耳其半岛、东至俄罗斯东海岸、北延西伯利亚、南达印度尼西亚群岛。在这片疆域里，曾经出现过8个虎的亚种，分别为华南虎、东北虎、孟加拉虎，以及印支虎、马来虎、苏门答腊虎、爪哇虎和里海虎。
遇难事件
猫科动物的演化多有波折，它们不可避免地遭遇灾变性事件而导致种群规模急剧减少。
美国著名古生物学家艾伦·特纳在《大猫和它们的化石亲属》一书中介绍，绝大多数猫科动物都出现在过去大约1000万年间，在这一时间段内，大致出现过三个重要的全球性气候事件，它们在全球变冷的趋势中十分醒目。
第一次气候事件发生在距今650万年到500万年间的中新世末期，那时南极冰盖大规模扩张，全球海平面降低，伴随着直布罗陀海峡地区的局部地壳隆起，导致地中海完全封闭。
封闭发生后，地中海的水分开始蒸发，水体中的盐浓度极高，大量的盐产生沉积。
干涸的地中海连通了欧洲和非洲大陆，一直持续到约500万年前，使得动物能够在欧洲西南部和北非之间进行大规模的迁徙。
第二次气候事件发生在距今320万年到250万年间，以冰岛冰川的形成为开端。有证据表明，在大约250万年前，北半球首次出现了大面积的冰川。
第三次事件发生在大约90万年前，气温开始下降，真正的冰期—间冰期气候转换模式出现，这一时期气候的变化幅度最大。
“这些事件都或多或少地影响了陆生哺乳动物群的组成和分布，有时是区域性的，有时是全球性的。”艾伦·特纳解释。
而针对现代虎遗传多样性较少的原因，有科学家研究推测，可能与7.3万年前的一次苏门答腊多巴火山大爆发有关。
这场火山爆发被形容为“灭顶之灾”，大量火山灰和烟雾遮蔽了整个地球，导致地球陷入了长达几年的寒冬，它造成了大量野生动物和人类的死亡。正是因为这场灾难，导致世界上虎种群仅剩下极小规模的残留，所幸它们并未彻底消失。
然而，在近百年的时间里，老虎在南亚、东亚、东南亚、东北亚的领地被人类一再收割，中国虎的生存境遇曾经异常严峻，数量锐减，种群日渐濒危。
随着东北虎豹国家公园的建立，东北虎种群数量显著上升，在不久的将来，中国虎也许能改写自己的命运。
《中国科学报》 (2022-01-28 第4版 文化 原标题为《虎年话虎》)
编辑 | 赵路
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