猛犸雪原

我对东北的了解和向往，最早来自70年代初期读过的描写北大荒知青生活的小说《征途》。我最感兴趣的是书中描述的东北的自然风光和动物植物：“遮天蔽日的红松林，尽管被大雪覆盖，但远远望去，依然是郁郁苍苍。朔风吹过，发出万马奔腾的松涛声。那一望无际的桦树林，好像千百株银枝玉树，俊秀挺拔地屹立在冰天雪地中”；“咱这疙瘩呀，是‘棒打獐子瓢舀鱼，雉鸡飞到饭锅里’。汽车在公路上撞死几个挡道的狍子，跟你们南方碾死条蛇一样不稀奇”。从此，我就无比渴望着什么时候能亲自踏足这片神奇的土地。

《征途》封面

可是，一直没有机会近距离接触东北的白山黑水，只是曾在前往西伯利亚的火车上途经吉林和黑龙江，靠着车窗努力地极目眺望过。所以，当2016年初接到考察黑龙江省青冈县猛犸象化石产地的邀请时，其兴奋的心情是可以想象的。据介绍，自1958年首次在青冈县域内发现猛犸象门齿以来，陆续在各乡镇出土大量以猛犸象、披毛犀为代表的第四纪哺乳动物化石，近年来的发现尤为可观。县里对化石保护非常重视，投资150万元对闲置文化场所进行改造，建立了“第四纪古生物化石博物馆”。

雪落原野静无声

东北地区的地下埋藏着丰富的第四纪哺乳动物化石，每年夏秋季节河流涨水退却之后，崩塌的河岸常常暴露出化石来，很容易发现。最多的就是猛犸象和披毛犀化石，因为它们巨大的骨骼非常引人注目，所以东北的晚更新世哺乳动物群被命名为猛犸象-披毛犀动物群。最早将这些材料进行科学研究的是俄国人，1911年波波娃（M. Popova）描述了在吉林扶余松花江边发现的水牛化石，1926年托马切夫（V. Y. Tolmacheff）发表了对产自扎赉诺尔、富拉尔基的猛犸象和披毛犀化石的研究。此后，由于日本帝国主义对东北的占领，一些日本人也涉足了东北第四纪哺乳动物化石的研究，其实中文的“猛犸”就是沿用日语对mammoth一词翻译的汉字。最重要的成果是在解放后取得的，1959年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所出版了《东北第四纪哺乳动物化石志》，依据大量新材料，该书对猛犸象-披毛犀动物群进行了全面详实的记述和研究。

真猛犸象骨架

近年来在东北地区发现的晚更新世哺乳动物化石，尤其是硕大的猛犸象骨架成为许多博物馆的重点展出标本，使观众对这些生活在冰期的动物有了更深刻的了解。猛犸象的特点是其覆盖全身的长毛，以及长而弯曲的象牙。已知最大的猛犸象肩高达到4米，体重达到8吨，有些雄性个体甚至可以达到12吨。不过，大多数猛犸象与亚洲象体型相当，即肩高2.5~3米，体重5吨。然而，令许多人没有想到的是，猛犸象这个寒冷环境中生活的标志性动物，其实它的最早故乡是在炎热的非洲。

真猛犸象复原图（陈瑜绘）

猛犸象的祖先可以追溯到发现于南非以及非洲东部，尤其是埃塞俄比亚500万年前上新世早期的亚平额猛犸象（Mammuthus subplanifrons），它演化成了北非的非洲猛犸象（M. africanavus），后一个种在距今300~400万年前消失。猛犸象的不同种在其臼齿的齿脊数量上有区别，原始类型的齿脊较少，进步类型的齿脊逐渐增加。为容纳更多的齿脊，牙齿相应变长，而头骨的演化趋势是越来越高、越来越短。非洲猛犸象的后代向北迁徙，到达欧亚大陆后最早的种是罗马尼亚猛犸象（M. rumanus），分布于欧洲和中国，其臼齿具有8~10条齿脊。至南方猛犸象（M. meridionalis），已多达12~14条齿脊，这个种在东亚于100万年前被具有18~20条齿脊的草原猛犸象（M. trogontherii）取代。最终，具有26条齿脊的真猛犸象（M. primigenius）在2万年前出现于西伯利亚。草原猛犸象的另一个后代哥伦布猛犸象（M. columbi）则越过白令海峡，到达了北美洲。最后的猛犸象直到全新世才在北极地区的岛上灭绝，阿拉斯加圣保罗（St. Paul）岛的种群残存到公元前 3750年，而弗兰格尔（Wrangel）岛的个体在公元前1650年终于消亡了。

哥伦布猛犸象骨架

我们1月19日前往哈尔滨，出发前把厚衣服都加上了，厚的毛衣、厚的秋裤、厚的皮鞋，还有羽绒背心、手套、帽子，一个都不能少，天气预报哈尔滨已到零下30°C。从飞往东北的航班上往下看，都是白雪皑皑的大地，令人不禁想起祖咏的诗：“万里寒光生积雪，三边曙色动危旌”。中部的一段阳光灿烂，到黑龙江地界天阴下来，正在下雪，看着地面白茫茫一片，想象不出人们该怎样生活出行。飞机在积雪的跑道上降落，很有些担心会太滑，驾驶员控制不稳。但没事，出机场到接我们的车上，司机说在黑龙江大家都有雪地的经验，所有交通工具都一定会掌控好的。

俯瞰东北大地

我们在哈尔滨被安排住在北大荒宾馆，好像是最合适的地方，因为这个名字最有东北的味道。晚上我们去看冰灯，这是最具黑龙江特色的文化活动。出门前反复交待要穿上带来的所有衣服，每人发了好多袋能自动发热的“热帖”。确实，到了松花江畔的现场，零下30°C的气温让手机相机都冻得自动关机了。冰灯具有天生的晶莹素质，现在的发光技术越来越好，让这魔幻的世界更加璀璨夺目。虽然冻得受不了，但大家还是忍不住要多呆一会儿，享受这北国的魅力。返回时又去了中央大街，那是俄国人留下的“遗产”。房屋的外形我们后来学得很像，但认真的态度似乎没有被接受，所以这些百年前的建筑仍然是少见的经典，索菲亚教堂甚至成了哈尔滨的标志。

璀璨的冰灯

1月20日8点出发去青冈考察，哈尔滨的早上堵得水泄不通，地面有冰雪，车都不敢开快。很久才到松花江大桥，据说冰冻的江面可以行车，但现在不让人和车上冰。通往青冈的公路还在进行扩宽的施工，对面南侧车道更颠簸，所以有车甚至冒险跑到北侧来逆向行驶。青冈与哈尔冰和大庆成一个三角形，西距大庆90公里，南至哈尔滨120公里。由于路不好，我们开了3个小时才到青冈。天气严寒，车窗玻璃完全被呼吸的水汽凝结冰冻了，变成了闷罐车，什么也看不见，只有前窗玻璃有加热保持透明。这又让我想起了《征途》中描述的情节，在初次前往东北的火车上，知青们“几次想打开被冰雪封冻得像半透明的汉白玉般的双层玻璃车窗，都被列车员婉言阻止了”。

到达青冈，首先参观博物馆，是在商场的楼上，只有一个展厅，但布置得不错。猛犸象、披毛犀、王氏水牛、东北野牛、普氏野马是当然的主角，还有一具骆驼，也有人类头骨和肢骨陈列。我在这里给大家做了冰期动物群演化的简单讲述，并向县长赠送了我写的介绍披毛犀等冰期动物群成员起源研究的《西行札达》等科普书籍。

最后披毛犀骨架

披毛犀是东北第四纪冰期哺乳动物群中与猛犸象地位相当的另一个重要代表，具有非常粗壮的骨架、厚重的皮毛和巨大的鼻角，而它的故事也有令人意想不到之处。在青冈地区大量发现的披毛犀是披毛犀家族中生存时间最晚、分布范围最广的一个种，因此被称为最后披毛犀（Coelodonta antiquitatis）。最后披毛犀实际上是最早发现的披毛犀，在1807年就已被命名。不过，化石记录的缺乏使披毛犀的起源和早期演化历史模糊不清。20世纪初期，法国古生物学家德日进（P. Teilhard de Chardin）在河北泥河湾发现了一个外壁上具有披毛犀特殊褶曲的乳齿列，因而将这件标本归入披毛犀。它清楚地显示了一些原始的性状，比普通的披毛犀更小，表明披毛犀应该起源于亚洲，但由于材料太少，当时并没有建立新种。后来，尽管没有发现更多的材料，德国古生物学家卡尔克（H.-D. Kahlke）还是以这件标本为正型，结合发现于山西临猗和青海共和的材料创立了新种泥河湾披毛犀（C. nihowanensis）。我们于2002年报道了在甘肃临夏盆地第四纪最早的黄土沉积中发现的一具完整的泥河湾披毛犀头骨及其下颌骨，地质年龄为250万年。在临夏盆地的发现对了解披毛犀的早期演化具有重要意义，因为其特征显示披毛犀至少在上新世就应该从真犀类中分离出来。

最后披毛犀复原图（陈瑜绘）

果然，我们2007年在西藏喜马拉雅山西部高海拔的札达盆地发现了一个上新世哺乳动物化石组合，2011年报道了其中已知最原始的披毛犀——西藏披毛犀（Coelodonta thibetana），它在系统发育上处于披毛犀谱系的最基干位置。随着冰期在280万年前开始显现，西藏披毛犀离开高原地带，经过早更新世约250万年前中国北方的泥河湾披毛犀、中更新世约75万年前西伯利亚和西欧的托洛戈伊披毛犀（C. tologoijensis）以及晚更新世欧亚大陆北部广泛分布的最后披毛犀，最终来到欧亚大陆北部的低海拔高纬度地区，与牦牛、盘羊和岩羊一起成为中、晚更新世繁盛的猛犸象-披毛犀动物群的重要成员。由此证明，随着全球气候变冷，严寒环境漫延，披毛犀的祖先从高海拔的青藏高原向高纬度的西伯利亚迁移，演化为最成功的冰期动物之一。

西藏披毛犀的体重根据头骨尺寸的估计可达1.8吨。哺乳动物的体型对决定其代谢水平至关重要，每单位体重的保温需求随着体型的增大而降低。在食草动物中，这意味着身体的绝对大小对决定动物所能承受的食物纤维/蛋白质摄入比例至关重要，越大的动物对蛋白质的要求在比例上越低，越能承受更大比例的纤维质。西藏披毛犀与泥河湾披毛犀的体型相似，但小于最后披毛犀，后者在更加寒冷的气候中达到更庞大的体重。巨大而前倾的鼻角所具有的刮雪能力可能是西藏披毛犀能够生存于青藏高原严酷冬季的最关键适应性状，这代表了披毛犀谱系独特的进化优势。如此一个简单却重大的“创新”形成于北极永久性冰盖肇始之前，为开启披毛犀在晚更新世冰期动物群中成功的繁盛之路奠定了关键的预适应基础。

参观完青冈县的第四纪化石博物馆后我们前往标本库房，场面更加令人震撼。这里就像是冰期动物群的装配车间，大量骨骼分类堆放，随时可以组合成骨架。也有比较少见的动物，如麝牛、熊、虎等，人头骨也有好几个。当然，这些材料很多都没有准确的地点，要开展研究还是一个大问题。

野牛的“零部件”

下午前往位于德胜乡的化石发掘现场，一路上的景色又让我想起《征途》中的描述：“公路两旁，尽是些挺拔的玉树和巍峨的雪岭，就连公路也像用一尘不染的汉白玉铺成”。东北地区富含猛犸象-披毛犀动物群的晚更新世地层被命名为顾乡屯组，广泛分布于松辽平原及其周围地区，其最早的命名地点顾乡屯属于哈尔滨市。发掘现场位于平原上的一条冲沟内，省地矿局设立的一个调查项目用机械在顾乡屯组中开挖了12米深的探坑。从黑色泥炭沉积中发现不少化石，连看守工地的老乡也给我们展示了几枚普氏野马的掌蹠骨。

化石发掘现场

现生的普氏野马（Equus przewalskii）是一种濒于灭绝的动物，它在近代的自然分布区只限于中国新疆北部和蒙古科布多盆地一隅。自从40年代在野外捕捉到一匹雌野马以来再未在野外发现过确实的野马踪迹，所以有的人认为野生的野马已经绝灭了，但现在各国的动物园和保护区中还养着一千多匹。不过，在晚更新世时期，普氏野马的分布却相当广泛，已经在中国北方的许多晚更新世动物群和古人类遗址中发现了野马的化石，尤其是在东北地区。晚更新世时期普氏野马的分布范围从新疆西部直到台湾海峡，这是受什么因素控制呢？

我们的研究结果显示，普氏野马是一种典型的适应干燥寒冷气候的荒漠动物，由于晚更新世东亚季风的强弱变化，导致野马在东西方向上迁徙。以往人们常常注意到哺乳动物在南北方向上的迁徒，并以此说明气候的冷暖变化，以及冰期和间冰期的交替。普氏野马在东西方向的迁徙，明确反映出东亚季风对动物群的影响，反过来也证明季风气候不仅在温度上有明显的变化，使喜冷或喜暖的动物在南北方向上移动，而且在湿度上也有巨大的影响，使干旱或湿润的动物群在东西方向上进退。

普氏野马（引自Paul Sterry）

在零下35°C的野外进行考察，简直要把人冻透了，但大家仍然兴致不减。发掘现场建有一个活动板房的保护站，矗立在白雪覆盖着高粱茬的田野中间。近旁的英贤村被冠名为化石村，布置了一个陈列室展出在这里发现的化石，村委会的会议室播放着县里拍摄的猛犸象动物群宣传片。

返回哈尔滨，晚上参观了一个牙雕厂，主要用俄罗斯进口的猛犸象牙进行加工，但也有特别许可的少量非洲象牙，驼鹿的角更是堆积如山。这正是杀害野生动物的驱动力，有些人唯利是图，什么事都干得出来。驼鹿是最大的鹿，在中国仅分布在东北大、小兴安岭地区，满语称为“犴达罕”，也就是《征途》上描述的“犴”：“从柳树堂子里钻出一头怪兽，浑身毛色灰黄，头生犄角，鼻子大得出奇，面目很丑，个头比牤牛还高大”。驼鹿的体重甚至可以达到1吨，它的角也是最大的，由此引来人类的捕猎。

1月21日的上午召开讨论会，一是对地矿局的勘查项目进行验收，二是对青冈县的开发规划提供建议。我谈了不少，首先是冰期动物群的科学研究意义，然后对开发方案进行了详细评述，希望他们在投资中采取重视但谨慎的态度。当然，猛犸象的主题一定能够吸引人，但如何操作，尤其是达到推进地方经济发展的目的，他们应该更多征求旅游部门的意见。

现在人们越来越关注气候环境问题，而地质历史时期的气候环境变化在猛犸象的进化中也起了非常重要的作用。以真猛犸象为例，它们生活在开阔的草原生态环境中。北半球寒冷的干草原和苔原地带由于拥有合适的植被，是猛犸象兴旺发达的理想居所。猛犸象通过在夏季储存大量脂肪，从而在冬季度过严寒的时光，在它们生活的地区温度会下降到零下50 °C的水平。充足的脂肪还能强化猛犸象的肌肉系统，使它们有能力抵抗敌害的侵袭。然而，末次冰期结束后全球的变暖趋势在1.2万年前开始，冰川退缩，海平面上升，森林取代了开阔的林地和草原，包括猛犸象在内的冰期动物可以利用的生活环境显著减少，这被认为是其绝灭的主要原因。在对东北地区广泛分布的猛犸象-披毛犀动物群的研究中，人们更加意识到，自然环境不仅对于动物，也是我们人类赖以生存的基本条件。因此，保护环境吧，这是一项刻不容缓的工作！