古人类到达美洲的时间早于冰川融化生活随笔
随便问一个学生人类最初是如何到达美洲的,都会得到这样一个答案:在第四纪冰期末期,他们穿过连接阿拉斯加和西伯利亚的陆地,沿着消融的冰川之间留下的通道,一路南下到达美洲。直到最近,科学家对此都没有异议。但越来越多的证据表明,冰川融化后显现的陆地,也就是所谓的“无冰走廊”,在人类定居美洲很多年以后才得以通行。那么,这条走廊是在何时成为人类可通行的一条路线的呢?一项最新研究考察了古代DNA,以及从湖泊沉积物中收集的花粉、植
物、动物的遗迹等,得出的答案是:大约在1.26万年前。这就表明,最早期居民,包括来自克洛维斯文明时期的居民,一定是选择了不同的路线来到美洲的。
“这真是一项条理清晰的开创性研究。”古生态学家史蒂芬·杰克逊说。他供职于美国地质调查局西南部气候科学中心,位于亚利桑那州的图森市,但并没有参与这项研究。因为这项研究既要考察环境DNA(eDNA),又要关注传统类型的数据,他说:“我们可能会因此学到更多关于如何诠释数据的知识。”
长期以来,科学家一直认为人类曾经穿过一个叫作“白令吉亚” 的地区(即“白令陆桥”,如今已沉入白令海中)来到美洲。第四纪冰期时,这里海平面较低,曾是一块陆地。但在此之后的历史长河中,人类又是怎么迁徙到美洲的呢。
直到最近,大多数研究人员都认为最有可能南下的路线是“无冰走廊”(见地图)。1.5万至1.4万年前,这里的冰川开始融化,这个时间数据与克洛维斯人活动的时间非常吻合。克洛维斯人以捕杀大猎物为生,大约在1.3万年前就居住在美洲了。但是在过去的十几年中,科学家又发现了更早的定居点,表明人类早在约1.5万年前就曾迁徙至美洲。该项研究的合作者、哥本哈根大学古生态学家埃斯克·威勒斯莱夫认为,关键的问题是“无冰走廊”何时真正可以通行。他认为,人类在完成长约1500千米的旅程时,必有大猎物出没。
为了了解“无冰走廊”的历史,研究者考察了取自两个湖泊的花粉、植物和九块沉积物岩心中的动物化石。这两个湖泊处于“无冰走廊”上最狭窄的地段,也就是走廊最后开通的.那部分。它们都曾是一座史前冰川巨湖(名为和平湖)的遗迹,这个巨型湖覆盖了冰川退去后的大部分区域。科学家从岩心中提取出了eDNA。eDNA来自植物叶片、幼根、动物粪便、尿液甚至皮肤细胞等,保留在土壤中。因为DNA带电,能使沉积物颗粒互相结合,有助于保存,不会因时间久而降解。
所有数据放在一起便构成了一幅描绘走廊生态的细节图,记录了它从白雪皑皑的冰原到繁茂葱翠的森林的演变过程。威勒斯莱夫说,在冰川退却700年后,还没有任何生命存在的迹象。接着,大约在1.26万年前,草原植物如芳香类蔷薇属植物开始出现,紧接着出现了动物,如长毛象、北美野牛和长耳大野兔。大约1.24万年前,麋鹿和驼鹿到来后,山杨和白杨等杨树开始主宰这里。约1.16万年前,走廊再次发生了演变,变成一片遍布云杉和松树的北方森林。
但是,这项研究的作者认为,这一派生机对于1.5万年前就已经迁徙至美洲的移民来说为时已晚,即使对1.3万年前的克洛维斯人来说也太晚了。
威勒斯莱夫说,克洛维斯之前的人类和克洛维斯人可能选择了那条所谓的沿海路线,这条路线带领他们沿着北美洲西海岸一直南下,但目前这条路线的存在缺乏足够的数据支持,值得商榷。他希望用eDNA去寻找他们迁徙的证据。“我们的观点是,早在“无冰走廊”形成的几千年前,这里有一座陆地桥,如今已被海洋淹没,但仍有一些岛屿可能是那条路线的一部分。如果去考察一下这条路线上的岩心eDNA,做同样的调查,结果一定会很有趣。”他说。
近来其他一些证据认为,到达美洲的最早期人类并不是穿过“无冰走廊”进入美洲的。例如,最近一项研究分析了被走廊隔开的南区野牛和北区野牛的线粒体DNA,结果表明,走廊开通的时间比先前研究显示的时间要稍早一些,即1.3万年前而不是1.26万年前。关于这个时间,该研究的合作者、加拿大埃德蒙顿阿尔伯塔大学的地球学家杜安·弗雷泽说:“这个差别非常小。”
但我们在推测“无冰走廊”打开的时间时,在细节上就会出现争议。野牛的线粒体DNA证明走廊开通时间比以前研究认为的时间稍早,这说明克洛维斯人很可能选择了这条路线来到美洲。威勒斯莱夫质疑仅仅用一种生物体DNA来记载整个环境历史的可靠性。但是弗雷泽提出了取自该地区的一些其他数据:在走廊最狭窄处发现的1.37万年前的白杨树和1.31万年前的北美野牛残迹,这些数据都表明走廊在更早的时候就适宜栖息了。
杰克逊指出,eDNA能够提供强有力的证据,填补过去传统古生态数据的许多空白。比如,有些树(杨树就是特别显著的例子),即使它们真的曾经存在过,也很少有花粉记录。eDNA为生存于某一区域的动植物群拍下了一幅快照,记录了它们的活动,不论是跳入湖中的北美野牛还是在水中穿梭的梭子鱼。但杰克逊补充说,eDNA古生态学研究仍是一个新领域,关于DNA如何在沉积
物中显现,这些数据到底意味着什么,都还是尚未解决的问题。
弗雷泽对此持乐观态度,在评价自己团队的研究以及威勒斯莱夫的研究时,他说:“我们的观点并不完全一致,但从科学的角度来看,这种不一致尤为重要。我希望它能推动未来的研究。”
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