古人類到達美洲的時間早於冰川融化生活隨筆
隨便問一個學生人類最初是如何到達美洲的,都會得到這樣一個答案:在第四紀冰期末期,他們穿過連接阿拉斯加和西伯利亞的陸地,沿着消融的冰川之間留下的通道,一路南下到達美洲。直到最近,科學家對此都沒有異議。但越來越多的證據表明,冰川融化後顯現的陸地,也就是所謂的“無冰走廊”,在人類定居美洲很多年以後才得以通行。那麼,這條走廊是在何時成為人類可通行的一條路線的呢?一項最新研究考察了古代DNA,以及從湖泊沉積物中收集的花粉、植
物、動物的遺蹟等,得出的答案是:大約在1.26萬年前。這就表明,最早期居民,包括來自克洛維斯文明時期的居民,一定是選擇了不同的路線來到美洲的。
“這真是一項條理清晰的開創性研究。”古生態學家史蒂芬·傑克遜説。他供職於美國地質調查局西南部氣候科學中心,位於亞利桑那州的圖森市,但並沒有參與這項研究。因為這項研究既要考察環境DNA(eDNA),又要關注傳統類型的數據,他説:“我們可能會因此學到更多關於如何詮釋數據的知識。”
長期以來,科學家一直認為人類曾經穿過一個叫作“白令吉亞” 的地區(即“白令陸橋”,如今已沉入白令海中)來到美洲。第四紀冰期時,這裏海平面較低,曾是一塊陸地。但在此之後的歷史長河中,人類又是怎麼遷徙到美洲的呢。
直到最近,大多數研究人員都認為最有可能南下的路線是“無冰走廊”(見地圖)。1.5萬至1.4萬年前,這裏的'冰川開始融化,這個時間數據與克洛維斯人活動的時間非常吻合。克洛維斯人以捕殺大獵物為生,大約在1.3萬年前就居住在美洲了。但是在過去的十幾年中,科學家又發現了更早的定居點,表明人類早在約1.5萬年前就曾遷徙至美洲。該項研究的合作者、哥本哈根大學古生態學家埃斯克·威勒斯萊夫認為,關鍵的問題是“無冰走廊”何時真正可以通行。他認為,人類在完成長約1500千米的旅程時,必有大獵物出沒。
為了瞭解“無冰走廊”的歷史,研究者考察了取自兩個湖泊的花粉、植物和九塊沉積物巖心中的動物化石。這兩個湖泊處於“無冰走廊”上最狹窄的地段,也就是走廊最後開通的那部分。它們都曾是一座史前冰川巨湖(名為和平湖)的遺蹟,這個巨型湖覆蓋了冰川退去後的大部分區域。科學家從巖心中提取出了eDNA。eDNA來自植物葉片、幼根、動物糞便、尿液甚至皮膚細胞等,保留在土壤中。因為DNA帶電,能使沉積物顆粒互相結合,有助於保存,不會因時間久而降解。
所有數據放在一起便構成了一幅描繪走廊生態的細節圖,記錄了它從白雪皚皚的冰原到繁茂葱翠的森林的演變過程。威勒斯萊夫説,在冰川退卻700年後,還沒有任何生命存在的跡象。接着,大約在1.26萬年前,草原植物如芳香類薔薇屬植物開始出現,緊接着出現了動物,如長毛象、北美野牛和長耳大野兔。大約1.24萬年前,麋鹿和駝鹿到來後,山楊和白楊等楊樹開始主宰這裏。約1.16萬年前,走廊再次發生了演變,變成一片遍佈雲杉和松樹的北方森林。
但是,這項研究的作者認為,這一派生機對於1.5萬年前就已經遷徙至美洲的移民來説為時已晚,即使對1.3萬年前的克洛維斯人來説也太晚了。
威勒斯萊夫説,克洛維斯之前的人類和克洛維斯人可能選擇了那條所謂的沿海路線,這條路線帶領他們沿着北美洲西海岸一直南下,但目前這條路線的存在缺乏足夠的數據支持,值得商榷。他希望用eDNA去尋找他們遷徙的證據。“我們的觀點是,早在“無冰走廊”形成的幾千年前,這裏有一座陸地橋,如今已被海洋淹沒,但仍有一些島嶼可能是那條路線的一部分。如果去考察一下這條路線上的巖心eDNA,做同樣的調查,結果一定會很有趣。”他説。
近來其他一些證據認為,到達美洲的最早期人類並不是穿過“無冰走廊”進入美洲的。例如,最近一項研究分析了被走廊隔開的南區野牛和北區野牛的線粒體DNA,結果表明,走廊開通的時間比先前研究顯示的時間要稍早一些,即1.3萬年前而不是1.26萬年前。關於這個時間,該研究的合作者、加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學的地球學家杜安·弗雷澤説:“這個差別非常小。”
但我們在推測“無冰走廊”打開的時間時,在細節上就會出現爭議。野牛的線粒體DNA證明走廊開通時間比以前研究認為的時間稍早,這説明克洛維斯人很可能選擇了這條路線來到美洲。威勒斯萊夫質疑僅僅用一種生物體DNA來記載整個環境歷史的可靠性。但是弗雷澤提出了取自該地區的一些其他數據:在走廊最狹窄處發現的1.37萬年前的白楊樹和1.31萬年前的北美野牛殘跡,這些數據都表明走廊在更早的時候就適宜棲息了。
傑克遜指出,eDNA能夠提供強有力的證據,填補過去傳統古生態數據的許多空白。比如,有些樹(楊樹就是特別顯著的例子),即使它們真的曾經存在過,也很少有花粉記錄。eDNA為生存於某一區域的動植物羣拍下了一幅快照,記錄了它們的活動,不論是跳入湖中的北美野牛還是在水中穿梭的梭子魚。但傑克遜補充説,eDNA古生態學研究仍是一個新領域,關於DNA如何在沉積
物中顯現,這些數據到底意味着什麼,都還是尚未解決的問題。
弗雷澤對此持樂觀態度,在評價自己團隊的研究以及威勒斯萊夫的研究時,他説:“我們的觀點並不完全一致,但從科學的角度來看,這種不一致尤為重要。我希望它能推動未來的研究。”
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