利用鬣狗粪化石U-Pb定年法精确厘定元谋古猿生存年代及生态背景

2025-10-13

晚中新世是古猿演化史上的关键转折期。全球气候的持续干冷导致森林生态系统大面积退缩，曾一度繁盛的古猿种群在欧亚大陆的大部分地区走向衰亡。然而，受青藏高原隆升和亚洲季风演化的共同影响，中国云南地区在此时期维持了相对稳定湿润的森林环境，被认为是古猿最后的“避难所”。生活于此的元谋古猿（Lufengpithecus）为理解古猿在剧烈环境变化下的生存策略和最终命运提供了关键窗口。然而，长期以来，关于元谋古猿的精确生存年代和古环境背景一直存在较大争议，限制了对其演化历史和环境适应性的深入探讨。

近日，地球系统科学研究中心杨青团队在这一领域的研究取得重要进展。研究团队创新性地选取了在元谋古猿化石层位中大量伴生的鬣狗粪化石作为研究对象，通过多学科交叉的方法，首次为元谋古猿的生存年代提供了高精度的绝对年代学约束，并重建了其赖以生存的生态系统。

图1. 来自元谋盆地的鬣狗粪化石。

研究团队首先利用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS），对粪化石成岩过程中形成的碳酸盐胶结物进行了原位U-Pb测年。这是首次将该技术应用于元谋古猿化石层，并成功获得了首个放射性同位素绝对年龄：7.7 ± 1.4 Ma。这一结果将元谋古猿的生存年代精确地锚定在晚中新世，为解决该地区长久以来的年代学争议提供了一个关键的绝对年代标尺，并与高分辨率的磁性地层学和生物地层学年代格架高度吻合。

图2. 粪石方解石的U-Pb定年以及与以往年代学研究的对比。

在精确的年代学框架下，研究团队进一步对粪化石中保存的植物孢粉进行了系统分析和鉴定。孢粉组合分析结果揭示了一个与现今元谋干热河谷截然不同的生态图景。定量古气候重建结果显示，770万年前的元谋地区气候远比今天凉爽和湿润，其年均温（MAT）为12.8–13.3°C（比现今低约9°C），年降水量（MAP）则高达1320–1409 mm（约为现今的两倍）。

在这种亚热带湿润气候背景下，元谋盆地发育了以木本植物为主导的茂密森林，并呈现出清晰的垂直植被分带：高海拔地区分布着以松、杉为主的冷温带针叶林；中海拔山坡生长着温带落叶阔叶林；而低海拔河谷则覆盖着亚热带常绿阔叶林。这个多层次的森林生态系统，不仅为树栖的元谋古猿提供了丰富的食物资源（如果实、坚果），也为三趾马、麝、鹿等大型食草动物，以及顶级捕食者鬣狗提供了理想的栖息地。

图3. 元谋古猿晚中新世生态景观示意图。

本研究通过整合高精度的绝对年代学和古环境重建，清晰地证实了云南地区作为晚中新世古猿“避难所”的关键作用。在一个全球气候普遍恶化的宏观背景下，正是这里长期稳定、资源丰富的森林生态系统，支撑了古猿种群的持续繁衍。然而，这种生态格局并非一成不变。进入上新世以后，青藏高原的持续隆升导致区域气候向干冷化方向发展，森林退缩。对于像古猿这类高度特化、适应森林环境的树栖灵长类而言，栖息地的丧失构成了不可逾越的生存挑战，并最终导致了它们在云贵高原的区域性灭绝。这项研究不仅加深了我们对东亚地区古猿演化及其环境背景的理解，也为探讨构造-气候-生命协同演化提供了重要案例。

该研究成果以“Subtropical humid forests as a refuge for LateMiocene hominoids in Yunnan, southwestern China”为题，发表于国际古生物学权威期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上。云南大学地球系统科学研究中心博士研究生李夏博为论文第一作者，杨青副教授为论文通讯作者。该研究与中国科学院昆明动物研究所、中国科学院西双版纳热带植物园、元谋人博物馆和澳大利亚昆士兰大学等单位合作完成。研究得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究、云南省基础研究计划等多个项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113282