智利阿塔卡马沙漠发现近900万年前水豚牙齿化石

科学家在如今智利北部的阿塔卡马沙漠发现了一颗水豚牙齿化石，其年代距今近900万年，这一发现令他们感到意外。

阿塔卡马沙漠是地球上最干燥的地区之一，很难让人联想到水豚的踪迹。水豚是现存最大的啮齿动物，其生活离不开水和湿地植物。然而，一颗化石牙齿证明，近900万年前，这片如今干旱的海岸曾经是一片湿润得多的家园。

这一发现挑战了长期以来认为阿塔卡马沙漠连续干燥约4000万年的观点。相关研究发表在《科学报告》上。这颗牙齿是智利沿海地区发现的第一例、同时也是最古老的水豚记录，而今天的智利已经没有水豚生存。

“在如今地球上最干燥的地区之一，从海洋沉积物里挖出一颗水豚牙，简直离谱。”该研究第一作者、亚利桑那大学地球科学系博士生普里西拉·马丁内斯说。

海洋沉积物中的水豚牙齿

研究人员在智利北部埃尔莫罗一处约三英尺厚的沉积层中找到了这颗牙齿。这些沉积物是在1000万年至700万年前沉积在一片浅海中的。埃尔莫罗属于化石资源丰富的巴伊亚英格莱萨组，这里还包含被称为“鲸鱼山”的塞罗巴耶纳，被公认为世界上鲸鱼化石最集中的地点。在智利，此前没有发现过比这颗更古老的水豚遗骸。

当地居民早就知道，这片区域埋藏着与今天沙漠动物完全不同的化石。不少人挖出标本卖给收藏者，让一部分历史永远脱离了研究者的视野。

“那个地点最初发现的很多化石都随时间流失了，”马丁内斯说，“但有些商人有兴趣多了解它们一些，于是把它们捐给了当地科学家。”

这些科学家当中，包括论文第一作者卡罗琳娜·古特斯坦。她是智利矿业公司Fosfatos de Caldera的古生物学负责人，也是圣地亚哥圣托马斯大学的教授。古特斯坦与当地化石专家有着长期合作关系。

阿塔卡马的棕榈树和鳄鱼

沉积物里还保存着当时附近生长植物的微观痕迹。这些被称为植硅体的遗存，是植物细胞和组织内部形成的微小二氧化硅堆积——根系从地下水中吸收溶解硅后形成。它们的形状能帮助专家识别出制造它们的植物种类。

共同作者、华盛顿大学教授卡罗琳·斯特伦伯格专门解读这类植物记录。在这里，证据指向棕榈和其他开花植物，包括双子叶植物这一开花植物的重要类群。这样的植被，放在今天的阿塔卡马完全不合时宜。

“想象一下阳光明媚的南加州，到处是棕榈树，”马丁内斯说，“你不会指望阿塔卡马沙漠有棕榈，我们也不确定它们当时是否在那里大量开花，但它们肯定在那里。”

水生动物化石进一步支持了这里有淡水的判断。

“我们有多条证据线表明当时条件非常湿润，而这正是今天水豚通常关联的环境，”共同作者、怀俄明大学地质与地球物理系教授兼系主任、古生物学专家马克·克莱门茨说，“同样的沉积层里还有淡水鱼和恒河鳄（淡水鳄）的化石。”

这些遗存合在一起，指向的不只是一处偶然冒出一只水豚的湿地。水和植被的组合，可能提供了这些半水生食草动物维持种群所需的栖息地和食物。

“所有这些都支持一个想法：当时存在足够完整的生态群落，能够长期支撑水豚种群，”克莱门茨补充道。

水豚可能绕过了安第斯山

水豚如何抵达智利海岸，是另一个问题。水豚及其近亲豚鼠原产于南美洲。今天，水豚栖息在安第斯山脉以东的低海拔湿地，核心分布区大致沿亚马孙河流域展开，更广的分布范围从委内瑞拉和哥伦比亚部分地区向南延伸到阿根廷东北部和乌拉圭。

“我们在智利沿海那一带没有任何其他水豚证据，”共同作者、亚利桑那大学地球科学教授、马丁内斯的博士生导师芭芭拉·卡拉帕说，“它们本不该在那里。所以我们立刻问自己：‘它们为什么在那里？它们从哪里来？’”

安第斯山脉横亘在东部低地和阿塔卡马之间。地质学家估计，这条海拔最高可达18000英尺的山脉，早在约900万年前水豚出现之前很久，就已经形成了难以逾越的屏障。对于一种依赖水的动物来说，高原的干燥气候会让穿越难度进一步叠加。

“安第斯中部的高原不仅非常高，而且极其干旱，”马丁内斯说，“所以，如果水豚起源于安第斯山脉以东的前陆地区，这些短腿啮齿动物到底是怎么翻过去的？”

作者们提出了一条绕山的路线。水豚会沿着溪流和河流，通过适宜栖息地构成的走廊移动，而曾经连通的低海拔湿地可能让它们得以沿海岸扩散。这段旅程会“逆时针”绕过南美洲北部，从今天的委内瑞拉经哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁，进入智利北部。

无论是这一拟议路线，还是化石所指示的栖息环境，都对阿塔卡马这一地区何时变得持续干燥提出了疑问。克莱门茨说，在“古老沙漠”这一主流图景下，关于不同过去的证据得到的关注太少。

“即使面对这些其他化石发现，也没有人真正质疑过那个范式，”克莱门茨说。