大象地球上巨大的气候变化金丝雀

2013年，密歇根大学研究员比尔·桑德斯受一支在阿布扎比研究化石和化石遗址的国际团队的邀请前往阿拉伯半岛。

古生物学家桑德斯自20世纪80年代读研究生以来一直在研究长鼻目动物，即大象所属的哺乳动物目。但在阿拉伯半岛，他的同事想向他展示一些他以前从未见过的东西。

他们驱车驶入沙漠，这是一片八百万年前与非洲大陆相连的广阔土地。当时，分布在这片土地上的动物在各大洲之间来回迁徙。大约700万到800万年前，一群至少13头大象踏足了沙漠。证据就在桑德斯和他的同事面前：一系列巨大的足迹印在富含碳酸盐的沉积物上。

桑德斯说：“你可以看到这片大平面，大约三个足球场长。我可以立即看到800万年前在该平面上捕获的大象的脚印，以及穿过这些脚印的一大组脚印。”

他立刻意识到自己正在看的是一群由女族长带领的象群的足迹。然后，他看到了一组孤独的脚印——一头大公牛，后来在他们的路上走过。雄性会像他的同龄人一样独处，只有当他想要交配时才会拜访雌性领导的牛群。

雄性可能站了一会儿，嗅了嗅牛群离开后的空气，然后继续赶路。

桑德斯说：“我立即泪流满面。我情绪激动。”“我所有的同事都认识到这种罕见的、僵化的行为证据对我产生了多么大的影响，这是一个多么独特的时刻。”

桑德斯将他40年的研究生涯奉献给了追踪非洲-阿拉伯长鼻动物(大象及其近亲)6000万年来的进化。在最近的一个项目中，他追踪了化石记录中长鼻动物最早的迹象，直到我们现代的大象。他的调查结果最近发表在一本名为《非洲长鼻动物的进化和化石记录》的书中。

但是，在他的项目的八年过程中，桑德斯看到大象的数量滑落至不稳定的低点，大象的死亡凸显了这本书的新紧迫性和意义。

桑德斯说：“从某种意义上说，大象是地球上矿井中金丝雀的巨型版本。如果我们不能养活像大象一样体型大、能力强、多才多艺的动物，那么这意味着我们已经在地球上撕开了一个洞。”地球上的生命结构实际上可能对我们自己非常危险。它可能会导致我们自己的灭亡。”

长鼻目动物的大小与贵宾犬相当

长鼻兽是第一个出现的长鼻类动物，出现于古新世中期，距今约6000万年前。

“最早的长鼻动物有法国贵宾犬那么大。它看起来像河鼠。没有大耳朵。鼻子位于脸的最前面，”桑德斯说。“它们没有象鼻或象牙。这些都是随着时间的推移而获得的特征。”

在其六千万年的一半以上时间里，长鼻类动物孤立地生活在非洲-阿拉伯超大陆上，这片大陆在非洲大陆与亚洲大陆分裂之前就已经存在。

到了渐新世，即2500万至3000万年前，又出现了11个科。Barytherium高6英尺，重4,500磅，是第一个体型巨大的长鼻动物。

嵌齿象出现于大约3000万年前，并在大约800万年前，即中新世晚期早期，一直统治着这片大陆。一些嵌齿兽属的体型与亚洲象相似，下颌较长，而另一些属则更像现代大象。我们现代的大象就是这些嵌齿象谱系之一的后裔。

当非洲-阿拉伯大陆与欧亚大陆碰撞时，骑士团蓬勃发展。猛犸象和乳齿象长着长长的皮毛，分布在西伯利亚和北美。四齿兽是长有四个象牙的长鼻目动物，生活在欧洲、亚洲和非洲各地。几乎世界各地还有数十人测试了自己的命运。最终，无数长鼻科动物在数千万年的时间里起起落落，又再次崛起。

超过180个科已被描述，但现已灭绝。现在，大象只剩下三种：非洲森林象和草原象，以及亚洲象。

变大的事：耳朵、牙齿、鼻子和大象进化的关键

桑德斯说，了解长鼻动物的进化很重要。这些动物是非洲动物区系的基石，在生态上占主导地位且至关重要，也是最古老的持续幸存的非洲哺乳动物，它们通过生长胎盘产生后代。桑德斯说，研究人员可以追溯到非洲其他哺乳动物群体。

“我们试图了解长鼻目在历史上丰富的分支——为什么有些群体成功了，而另一些群体却消亡了?”桑德斯说。“我必须调查我们从地质学和地球化学中了解到的有关全球气候和当地栖息地的信息。我与许多其他古生物学家讨论了与长鼻动物一起生活的动物，以便我能够了解长鼻动物生活的星球。”

桑德斯意识到，在多年的发现过程中，不同类群的长鼻动物并没有得到很好的分类。他开始审查已知的化石记录，并将动物分为自己的类别。这样，研究人员就可以命名每个群体的谱系。

这是必要的工作：桑德斯必须了解每组长鼻动物的背景以及它们的年代。这样，他就可以确定哪些特征使某些血统比其他血统能够持续更长时间。

桑德斯发现，对于不同群体的生存至关重要的一些特征是长鼻类动物牙齿的发育、出现和构造的方式。许多哺乳动物，包括人类，都会一次性更换整套牙齿。它们的牙齿在下颌垂直生长，将“婴儿”牙齿拔出，并用一套永久的“成人”牙齿取而代之。但相反，大象的牙齿和它们一些祖先的牙齿从下颌后部向前旋转，就像臼齿的移动走道。这样，大象就不会同时长出所有牙齿，因此也不会磨损它们。

“大象无法获得假牙。其他哺乳动物也无法获得假牙。当哺乳动物磨损牙齿时，它们就会死亡，”桑德斯说。“大象的优势之一是，它们可以通过臼齿的水平旋转来延长寿命。这延长了它们生育婴儿的时间，以及它们可以生育的婴儿数量以增加其种群数量。”

桑德斯说，当今大象的决定性特征——它们的体型、耳朵、鼻子——也是它们能够生存这么久的原因。

如果你体型大，你可以吃更广泛的食物。食物的质量不必像小型动物所需的那样高。你体型越大，能吃掉你的掠食者就越少。但你越大，到达地面吃草或寻找其他植物就越困难。于是大象进化出了长长的鼻子。

“大象的鼻子里面有数十万块小肌肉。它和你的手一样多才多艺，”桑德斯说。“大象可以从地上捡起一分钱。”

它们巨大的气味使它们能够相互交流。它们用象牙从地上撬起树木来获取叶子。雄性用它们的象牙进行保护，与其他雄性争夺雌性，并作为性选择的特征。桑德斯说，它们投入精力让自己和象牙变得更大，而雌性则投入精力培育后代。

尽管非洲草原象的耳朵比森林象的耳朵大，但它们的大耳朵也有其用途。由于野外炎热的环境，非洲草原象在生理上面临更大的挑战，它们的耳朵充满了血管和毛细血管。扇动耳朵可以给体型巨大的动物降温。但对于这两个物种来说，扇动耳朵也可能意味着其他事情。

桑德斯说：“如果它们频繁地扇动耳朵，那么它们就会感到非常不安。这不仅仅是它们在冷静下来。有时它们会受到某些事情的困扰，并且会让其他大象知道这一点。”“如果一头大象在你面前，而且它的耳朵向前卷起，那就拼命跑吧。”

无法逃脱的星球上的巨型金丝雀

人类和大象长期以来有着交织在一起的历史。我们的关系可以追溯到这些足迹出现在阿拉伯半岛的时候。桑德斯说，然后，非洲象在我们人类祖先出现的地区吃草，开阔了地貌。

“当时，我们自己的双足类人猿群体，我们的祖先，我们的人类祖先也出现了，他们利用双足的优势来开发马赛克栖息地，如果大象没有通过它们的活动改变景观，这些栖息地就不会那么广泛，“他说。

但当桑德斯完成调查时，非洲森林象和草原象在濒危物种名单上的排名都下降了。非洲草原象现已被列为濒危物种，而森林象则处于极度濒危状态。

根据世界自然基金会的数据，栖息地破坏、人象因土地使用权而发生的冲突以及非法野生动物贸易已使非洲草原象数量减少了60%，非洲森林象数量减少了近90%。

这两个群体都在灭绝的边缘摇摇欲坠。

“化石记录告诉我的是，这是一段复杂的进化历程，一路上充满了很多意外事件——时间意外、气候意外。大象的祖先是机会主义者，在进化过程中尽其所能。但是不能保证大象会是那个故事、那个进化之旅的产物，”桑德斯说。

“这是一次不可复制、极其丰富的进化之旅。如果因为气候变化、偷猎、土地争夺等人为因素而失去它们，那将是一场巨大的悲剧。人们想要耕种，而大象想要生存。在某种程度上，这是残酷的讽刺大象可能会因其帮助繁育的动物而灭绝。”

桑德斯表示，该项目融合了几代古生物学家的工作，并从密歇根大学同事的努力中受益匪浅。这些密歇根大学的同事包括科学插画家CarolAbraczinskas、JohnKlausmeyer和已故的BonnieMiljour，以及本科生助理GerhardMundinger、JacobLusk和AustinBabut。

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