猛犸是哺乳纲,长鼻目象科动物的一个已灭绝的属的脊椎动物。最著名的种类是
真猛犸象,即
长毛象。猛犸披着细密又厚实的长毛,表皮厚达2厘米,还裹着近10厘米厚的脂肪层,它们的身体结构具有很强的御寒能力,能够最大限度地防止身体热量散失;猛犸从鼻子到尾巴都长着厚厚的毛皮,猛犸有三层毛,短毛,中长毛,第三层也就是最外面的一层长且茂密。每到夏天,猛犸便会褪去外面的两层毛;在它们的背上还有一个隆起,是储存能量,但这个隆起隐藏在厚厚的毛皮下面,所以不容易被发现,猛犸源自于俄罗斯的古字,意思是地下潜伏的事物,因为所有猛犸在被发现时,都已死亡并半埋于土中,故名。
简介
猛犸Mammuthus是象科的一个属,曾生存于亚、欧大陆北部及北美洲北部更新世晚期的寒冷地区,约5000年前神秘灭绝。苏联
西伯利亚北部及北美的
阿拉斯加半岛的冻土层中,都曾发现带有皮肉的完整个体,胃中仍保存有当地生长的冻土带的植物。体长达5米,体高约3米,与亚洲象相近;体披长毛;门齿长1.5米左右,强烈向上向后弯曲并旋卷;头骨短,顶脊非常高,上下额和齿槽深,臼齿齿板排列紧密,数目很多,第三臼齿最多可以有30片齿板。曾是石器时代人类的重要狩猎对象。
分类
种
哥伦比亚猛犸,罗马尼亚猛犸,小猛犸(北美侏儒猛犸),真猛犸(长毛猛犸),帝王猛犸,弗兰格尔猛犸,非洲猛犸,南方猛犸,平额猛犸,草原猛犸,撒丁岛倭猛犸等
松花江猛犸已与草原猛犸合并,美洲猛犸和杰氏猛犸可能与真猛犸或哥伦比亚猛犸合并,南非猛犸一般被视为非洲猛犸的亚种。
此属动物,英文全都叫做mam-moth,“猛犸”乃沿用日本人的译名。广义的猛犸一度曾包括平额象(mammuthus planifrons)、南方象(mammu-thus meridionalis)等许许多多早期原始的真象,其中有一些类型与现生的
印度象和
非洲象系统关系非常近,现有证据表明和亚洲象关系更近。狭义的猛犸象(mammuthus primigenius)学名真猛犸象,又名
毛象,是一种适应于寒冷气候的动物,在
更新世,它广泛分布于包括中国东北部在内的北半球寒带地区。这种动物身躯高大,体披长毛,一对长而粗壮的象牙强烈向上向后弯曲并旋卷。它的头骨短,顶脊非常高,上下额和齿槽深。臼齿齿板排列紧密,数目很多,第三臼齿最多可以有30片齿板。与人类
猛犸象曾是
石器时代人类的重要狩猎对象,在欧洲的许多洞穴遗址的洞壁上,常常可以看到早期人类绘制的它的图像,这种动物一直活到3700年以前,在
阿拉斯加和
西伯利亚的冻土和冰层里,曾不止一次发现这种动物冷冻的尸体,包括带有皮肉的完整个体。猛犸象是一种生活在寒代的大型哺乳动物,与现在的象极其相似,所不同的是它的象牙既长又向上弯曲,头颅很高。从侧面看,它的背部是身体的最高点,从背部开始往后很陡地降下来,脖颈处有一个明显的凹陷,表皮长满了长毛,其形象如同一个驼背的老人。
猛犸象生活在北半球的第四纪大冰川时期,距今300万年~3700年前,身高一般2.5至3.8米,体重10吨左右,以草和灌木叶子为生。由于身披长毛,可抗御严寒,一直生活在高寒地带的草原和
丘陵上。当时的人类与其同期进化,开始还能和平相处,但进化到了新人阶段,还会使用火攻,集体协同作战,捕杀成群的动物和大型的动物,猛犸象就是他们猎取的主要对象。在法国一处昔日沼泽的化石产地,人们挖掘出了猛犸象的化石。从化石的排列上可以看出:猛犸象被肢解了,四条腿骨前后相连排成一线,头骨被砸开,肋骨有缺失。根据这个现场,专家们勾画了一幅当时画面:原始人齐心协力将一头猛犸象逼进了沼泽将它陷住,大家在沼泽边用石块和长矛把象杀死。先上去几个人把象腿砍下来,搭到沼泽边,让其他人踩着象腿走到象身上,割下大块带肋骨的象肉,用长矛插着运回驻地,有人用工具砸开象头,吞食尚还温热的象脑(用今天的眼光看,他是在大吃补品),砍下象鼻,挖出内脏。运走了这头象可食的部分,其余的便丢弃在沼泽里。在漫长的岁月中,沼泽水枯泥干,成为干燥的土地,在偶然的机会中被发现有化石,再现了当年生物的场面。猛犸象化石出土最多的地方是在北极圈附近。
阿拉斯加的爱斯基摩人用象牙化石做屋门,北冰洋沿岸俄罗斯领海中有一个小岛,岛上的猛犸象化石遍地都是。这些化石是冰块流动时从岸边泥土中带出的,堆积到了这个小岛上。由于猛犸象绝灭不过3700年的时间,而在自然界中化石的形成需要2.5万年,所以猛犸象的化石都是半石化的,像中药里的“
龙骨”一样,也是可以用来做药的。更有甚者,前苏联古生物学家在西伯利亚永久冻土层中竟然发现了一头基本完整的猛犸象!它的皮、毛和肉俱全。发现它时,它的嘴里还沾有青草,可能是吃草时不小心掉进了冰缝中,经过1万年自然“冰箱”的保存,终于和现代人类见面了。
2007年5月,在西伯利亚西北部的
亚马尔半岛上发现了迄今为止保存最完整的幼年猛犸化石,除了毛发和脚趾甲不全,这头象几乎完美无缺。 大约350万年前,其祖先走出非洲,迁徙到
亚欧大陆各地。长毛猛犸,最早出现于40万年前更新世中期的西伯利亚东北部,长着厚绒毛,针毛可长到近1米。勾状象牙基本被用作武器,可能也适用搜寻雪层下的牧草。1806年,在西伯利亚发现第一具猛犸象尸体。在西伯利亚东北部近海的弗兰格尔岛,有地球最后的猛犸象,绝迹于3700年前。
进化
已知最早的猛犸是上新世时的非洲猛犸,生活在非洲的热带地区,进入更新世,猛犸离开非洲向亚欧大陆和北美洲挺进,已知最早在亚欧出现的猛犸是早更新世的罗马尼亚猛犸。进入中更新世,猛犸种群愈发繁多,亚欧大陆较寒冷地区的的真猛犸和北美洲较温暖地区的帝王猛犸都是代表类群。晚更新世时真猛犸进入北美洲取代了比它们体型更大的帝王猛犸,后来进化出了北美最大的猛犸种类
哥伦比亚猛犸(与帝王猛犸比较相似,也没有长毛),而最庞大的猛犸种群可能是主要产于亚欧的
草原猛犸,由亚欧温暖地区的南方猛犸演化而来。最著名的种群具有长毛的真猛犸与上述类群相比较为偏小。
事实上,在新生代中期和晚期,
长鼻类动物主要沿着两条进化路线发展成为世界性分布的、曾经显赫一时的大家族。其中一条是进化主线,是经由古乳齿象进化出现在的象类,另一条则进化小分支,演化成
恐象类,但在更新世中后期就已经灭绝了。
从远古时代,分化出很多类型的象。始祖象,和未成年
亚洲象一般大小,鼻子像
貘,没有长牙,是长鼻目的一个进化分支,于早渐新世完全灭绝,并不是象的直系祖先,甚至不能代表早期长鼻目,始祖象的生存方式已偏离了长鼻目进化主流,但它确实是早期长鼻目最著名的。后来渐渐出现了乳齿象、铲齿象、恐象,到了中新世时已经发展得十分繁盛,种类很多。历史车轮一下子就转到了第四纪时期,在此之前的象类很快绝灭了,与此同时,又出现了新的种类的象。
剑齿象、古棱齿象和猛犸象是象类大家族中的典型代表。
象类在快进入近代以前分三个占山为王,剑齿象占领南方和热带地区,古菱齿象在中部地区,占领亚热带,再往北冰天雪地的地方,它的霸主是猛犸象!猛犸与今天的大象有亲缘关系。但是,它却比今天的大象凶猛得多!成年的猛犸象体形庞大,在平原上,其他的动物对它们构成不了什么威胁,科学家们声称,尽管在平时雌性猛犸可能比较温和,但在养育幼仔时则异常暴躁。此时的猛犸会忽然去攻击任何在它看来有“威胁”的动物,而对手往往在“醒过神”来之前就被轧死。而雄性猛犸象和今天的雄性非洲象一样离群独居,脾气更加暴躁。毫无疑问,猛犸象当时处于整个食物链的顶端。但是年幼的猛犸象需要15年的时间才能发育成型。因此,凶猛的捕食动物很容易伤害这些幼象,尤其是结成小群的
似剑齿虎,虽然似剑齿虎仅仅是中等大小的剑齿猫科动物,但却是当时最喜欢袭击猛犸的食肉动物。在美国焦油坑中发现了为数众多的被陷在泥滩里淹死的猛犸吸引最后也葬身于此的
刃齿虎和
恐狼化石,既然它们会吃食死去的猛犸,也很有可能会袭击猛犸幼仔。老弱的猛犸也可能遭到
巨型短面熊或
洞熊这样的巨型食肉兽袭击。另外还有一些其他大型植食动物曾与猛犸共同生活,猛犸不敢轻易招惹它们,比如同样身披长毛的
美洲乳齿象,以及最大的有角犀牛
板齿犀,体型不比长毛猛犸小,它们都可能成为猛犸的生存竞争者。
灭绝
猛犸象生活到距今3700年的时候突然全部绝灭了,是什么原因造成的呢?专家们做过仔细的研究,找出了许多的原因,但归纳起来还是由外因和内因共同造成的。
外因:气候变暖,猛犸象被迫向北方迁移,活动区域缩小了,草场植物减少了,使猛犸象得不到足够的食物,面临着饥饿的威胁;
内因:生长速度缓慢。以现代象为例,从怀孕到产仔需要22个月,猛犸象生活在严寒地带,推测其怀孕期会更长。在人类和猛兽的追杀下,幼象的成活率极低,且被捕杀的数量离现代越近越多,一旦它们的生殖与死亡之间的平衡遭到破坏,其数量就会不可避免的迅速减少直至绝灭。这是大自然的淘汰规律,并非对猛犸象不公平。新生代的第三纪末期时也发生过类似的情况,当时大量的原始哺乳动物绝灭了,由现代动物的祖先取代了它们,猛犸象的祖先那时代替了它们,现在该轮到它们让出地盘了。猛犸象以自己整个种群的灭亡标志了第四纪冰川时代的结束。
另类说法
一项新的研究发现,猛犸是死于人手,而并非由于气候变化导致了这些动物的灭绝
一直以来,对于猛犸的灭绝原因存在两种猜测:气候灭绝说和人类屠杀导致灭绝说。为了解决这一争论,美国一个考古学小组对这两种学说进行了检验。他们推断,如果是人类捕杀导致了猛犸的灭绝,那么在一个特定的区域内,猛犸的灭绝时间应该与人类进入这一地区的时间相互吻合。而如果猛犸是由于气候变化灭绝的,那么在一个特定的地区内,猛犸应该与人类同时存在,并且仅仅是在气候改变发生后才走向灭绝。
这项研究工作总共涉及了5个大陆的41个考古学遗址。研究人员发现,当人类迁徙出非洲后,在他们的栖息地留下了死亡的象和猛犸的痕迹。一个地区一旦被人类占有,那么象和猛犸的化石记录便在这一地区停止了。
研究者指出,使现代象幸存下来的避难所都是对人类缺乏吸引力的地方,例如
热带雨林。
不同种类的猛犸也拥有不同的灭绝原因,
帝王猛犸由于
真猛犸象侵入北美洲以致失去生态区位而灭绝,
哥伦比亚猛犸象很可能因为气候变化而灭绝。
真猛犸象的灭绝原因很可能出于人类的捕杀。 最近几年,更多的科学家认为:猛犸象真正灭绝的原因并非巨变的气候,而是史前猎人饥饿的猎杀。它是人类祖先为了生存猎杀的对象,从出土的种种史前武器看,当时的史前人类已经掌握了精良的武器和娴熟的捕猎技巧,可以猎杀整群的大象和猛犸象,最终导致它们灭绝。
现在,人类正努力研究古生物方面的科学,旨在将万年前的古象呈现给人们,同时也在呼唤人类生态保护和生态道德意识。
非人捕杀
1.28万年前一颗陨星碰撞地球表面,释放出有毒气体,遮挡了阳光照射,导致地球温度急剧下降,猛犸灭绝可能是由于陨星碰撞地球导致气候急剧变化,而不是之前认为的早期人类过度狩猎所致。
据英国每日邮报报道,目前,科学家认为一颗巨大的陨星碰撞地球,可能造成猛犸的灭绝。
长期以来,人们猜测猛犸的灭绝与早期人类大肆猎杀有关,但是目前研究人员颠覆了这一观点。他们认为一颗巨大的陨星穿过地球大气层,分解成为数千万吨燃烧残骸,散布在四个大洲。
这些陨星残骸体释放着有毒气体,严重污染了空气并阻挡了阳光照射,导致地球温度骤然下降,大量植物死亡,地貌不断地发生着变化。该研究报告发表在《美国国家科学院学报》上,暗示着猛犸灭绝的原因并非是早期人类栖息地扩散和侵略性捕杀所致。
经过陨星碰撞,像人类等地球物种通过移居、缩小群居规模来适应周围的环境,或者仅是改变他们的生活来解决这一问题。但是像猛犸等其它一些物种,它们漫步在欧洲、亚洲部分地区和北美洲,却无法适应变化的环境,不久便灭绝消失。这份研究报告指出,巨大陨星碰撞地球,将永久地改变地球历史进程。
美国辛辛那提大学人类学家、地质学教授肯尼思-唐克斯利(Kenneth Tankersley)指出,猛犸从兴旺种群转变至完全灭绝仅在几十年内发生,人们可以想象一下那个时代:在辛辛那提地区遍布着体型庞大的猛犸,但当陨星碰撞地球之后,在你有生之年将亲眼目睹猛犸从地球上灭绝消失。
唐克斯利带领一支研究小组与全球各地的科学家建立合作关系,他们发现小球体燃烧后的碳残渣分布在四个大洲,其历史可追溯至1.28万年前。他们对全球20个考古遗址的基岩进行了分析,发现其历史可追溯至冰河时期,这一时间正好与猛犸在地球上的弥留之际相符,当时猛犸与剑齿虎生活在同一个时代。陨星穿入地球大气层时可能已出现分解,将对地球气候产生突然、显著的变化。
提取DNA
据国外媒9月28日报道,丹麦和美国的科学家近日利用来自俄罗斯冻土带的十头猛犸(Mamnuthus primigenius)毛发标本,成功拼凑出了猛犸的
线粒体DNA序列。这一成果显示了毛发惊人的抗降解能力,以及它在获得远古DNA片断方面出人意料的有用性。相关论文发表在9月28日的《科学》杂志上。
领导这一最新研究的是丹麦
哥本哈根大学的汤姆·吉尔伯特(Tom Gilbert)以及
美国宾夕法尼亚州立大学的韦伯·米勒(Webb Miller)和斯蒂芬·斯切斯特(Stephan Schuster)。研究小组从现已灭绝的西伯利亚猛犸毛发中萃取了DNA,利用“猎枪”(shotgun)技术(即先将DNA标本破坏成碎片,然后利用计算机程序使其重新聚合),研究人员拼凑了猛犸完整的
线粒体DNA序列。
研究人员表示,相对骨骼或肌肉来说,毛发是更好的远古DNA的来源。吉尔伯特说,“这些DNA的质量特别棒,比我们想像的好多了。线粒体和细胞核的DNA都有。”此发现可以简化其它领域上的DNA提取技术。而且,在克隆灭绝动物方面,可以帮助克服最大障碍。
早在2005年,就有科学家对猛犸进行过基因测序。不过,此次针对十个个体的测序规模要更大,它使得已经测定过
线粒体基因组的灭绝动物的数量增加了一倍多,大大丰富了灭绝动物的遗传数据库。以前,只有4只古鸟、二只猛犸和一只乳齿象被提取过DNA。
这10个猛犸都出自西伯利亚以北,有5-12万年历史,其中有1799年发现的著名的
亚当斯猛犸。亚当斯在室温下保存了200年,这种条件远不是DNA保存的理想条件。
通常情况下,毛发没有骨骼保存得完好。所以一般认为,经过长期的历史演变后,毛发中的DNA已经丧失殆尽。而此次研究给出了相反的证据。实验所用毛发中的DNA降解速率比人们想的要慢得多,与远古骨DNA的1.7%的有害降解速率相比,这些毛发DNA的有害降解速率只有0.24%,研究人员表示,这可能是由毛发水含量较低造成的。
另外,如果此次实验所用技术能够同样应用于毛皮、羽毛等标本,那么动物学家将能够借此描绘出灭绝物种更为精确的族谱图。米勒和同事指出,标本中的DNA看起来在常温下仍然能够存在,这为展开相关的研究提供了便利。
复活进展
早在2012年,西伯利亚科学家在俄罗斯东部雅库特一个永久冻土猛犸象墓地中发现了一副猛犸象残骸,在其体内发现了保存完好的细胞。当时,科学家们就认为这副被称为“活细胞”的猛犸象残骸可用于克隆。因而,猛犸象可能“复活”的消息对于人类而言,并不算毫无准备。
据悉,“复活”猛犸象的步骤是先从俄罗斯西伯利亚取得冰封长毛象的DNA,再利用Crispr基因编辑技术,将它们融合到近亲亚洲象的基因组中,再将它们植入已经移除遗传物质的亚洲象卵子,然后刺激卵子发育成混种胚胎,并放进人工子宫进行培育。据George Church介绍,其团队已经编辑了15个重要的基因,目前仍然有大约30个基因待编辑。他们优先考虑注入与耐寒性有关的基因,能够改变大象耳朵尺寸、使它们的毛发和皮下脂肪增多,其中最为重要的是增加
血红蛋白特性,该蛋白质有助于身体携带更多氧气。清华大学合成与系统生物学研究中心研究员谢震谢震在接受媒体采访时说,“哈佛大学的这种方法,做出来的并非真正的猛犸象,而是亚洲象与猛犸象的杂交品种。我觉得这不是复活,而是创造了一个新的物种。”他进一步解释说,“他们所做的是提取猛犸象的DNA,分析遗传物质、DNA的序列,根据序列将不同的编码、不同的基因用最新的基因编辑技术,整合到它的近亲,比如亚洲象这样的物种上。这样亚洲象就带有了猛犸象最原始的遗传信息,有可能会编码出一个新的物种。”
中国科学院南京地质古生物研究所研究员袁训来袁训来也认为,“让猛犸象完全复活是不可能的”,哈佛大学研究团队的做法只是让现代亚洲象具备许多猛犸象的特征,不可能在野外生存。
在
华大基因研究院院长、首席科学家徐讯徐讯看来,“复活”猛犸象需要3个步骤。首先,复活猛犸象细胞;其次,恢复细胞的全功能性,形成胚胎细胞;最后,找到代孕母体孕育生产出猛犸象个体。但同时徐讯也表示,尽管中国科学家已经恢复了猛犸象细胞的全功能,但要培育成猛犸象个体,还有一段路要走。
幼仔干尸
2007年,西伯利亚的驯鹿牧人尤里-科库迪和他的儿子在寻找柴火时在尤瑞贝河岸边发现了这头猛犸幼仔的干尸。这具干尸最后以科库迪妻子的名字命名为“卢芭”(Lyuba,在俄语中意为爱),这条西伯利亚西北部河流附近发现大量动物干尸,“卢芭”只是其中之一。“卢芭”是个小姑娘,“卢芭”身长130厘米,宽80厘米,体型与一条大狗相当,身长不超过一条狗,据信在4.2万年前死亡,当时刚刚一个月。专家们认为“卢芭”的尸体被埋在潮湿的粘土和淤泥中,随后冻结。“卢芭”保存得非常完好,是世界上保存最完好的猛犸干尸,发现之后,“卢芭”一直保存在俄罗斯的谢曼诺夫斯基博物馆,这里是它永远的家,后曾在芝加哥和香港展出。2014年5月23日,“卢芭”将在
英国自然历史博物馆展出。据悉,这将是“卢芭”第一次在西欧公开亮相。