自然探秘所 | 贵州双河洞大熊猫化石隐藏了哪些秘密

2021年12月,一则关于贵州双河洞发现10万年前的大熊猫化石的新闻,再一次将大家的目光聚焦在了这个目前世界上发现完整大熊猫化石最多的洞穴。

30年探洞,已发现近40只大熊猫化石

贵州双河洞位于贵州省绥阳县温泉镇双河村,属大娄山脉,是亚洲第一长洞。洞内化石资源丰富,除了大熊猫化石外,此前科考还发现过剑齿象、大灵猫、鬣羚等哺乳动物化石、新种洞穴生物等。截至目前测得其长度超过300千米,纵向深度超过660米。

双河洞所在区域为典型的喀斯特地貌景观,山高谷深。本文所讨论的支洞于2015年探测并与双河洞洞穴系统相连。主要由两个洞口组成,海拔分别为1073米和1075米。洞口均较小,高不超过2米,宽不超过3米,局部洞道较为低矮,谷底未见常年地表河流。

△探洞人员下竖井取样本

据了解,从1988年至今,贵州科学院山地资源研究所就一直积极组织中外科研人员联合探洞,30余年间已探测长度超过300千米。“最开始我们探的主要是靠近道路、村庄的下层洞道,因为探洞难度小,一些探洞爱好者或是附近村民也会进去活动,并没有发现太多的化石。”王德远助理研究员说道。

“但是 2011 年以后,随着探洞的深入,在那些探洞人员首次到达的地方,陆陆续续发现了一些大熊猫化石。不过当初化石才被发现的时候,因为探洞人员并不是专门研究古生物的人员,也就未进一步进行研究,直到 2019 年我们才开始针对洞内的大熊猫化石进行详细的调查。”王德远说。

目前,双河洞内已发现的大熊猫化石个体近40只,时间跨度从几千年前到几十万年前。

△洞中发现的一个非常完整的大熊猫头骨化石

王德远表示与双河洞其他洞道发现零星大熊猫个体化石不同,在双河洞一个支洞内裂隙状竖井下方40多米长的洞道地面上,至少堆积了10余具坠落的大熊猫个体。这为我们认识古熊猫的生活习性,以及对其栖息地适应等研究提供了绝佳机遇。

洞内化石众多,专家说原因

贵州作为“古生物王国”,沉积和浅变质沉积地层发育,覆盖了这里 80% 以上的土地。从生物诞生之初,众多生物就在贵州的土地上栖息繁衍,让贵州成为古生物化石的天然博物馆和古生物研究的重要基地之一。双河洞作为“世界最长的白云岩洞穴”,洞区内生态环境优良,被誉为“喀斯特天然洞穴博物馆”。

为什么双河洞会有那么多大熊猫化石,王德远有着自己的推测。根据现存大熊猫的生活习性来看,大熊猫是独居动物,没有冬眠的习惯。双河洞内发现的大熊猫化石,有的洞内有5只,有的洞内甚至多达10只,所以可以排除突发事故导致其群体性死亡。与此同时,测年数据也证明洞内大熊猫生活在不同的时代,加之大都是原地死亡后堆积的,受流水等外力搬运影响的个体不多。

△一具完整的大熊猫骨骼化石,表明其是从上层洞道摔下致死的,通过牙釉质铀系测年显示这具化石年龄超过5万年

通过对现代大熊猫的行为观察发现,野生大熊猫通常选择坡度较缓的树洞和山洞栖息生活及产仔育仔。虽然该洞穴洞口所在山坡坡度较大,一般不是大熊猫栖息地的最优选择,但该洞口处有一个近水平延伸的、坡度相对平缓的台地,在无条件更好的洞穴可以选择的情况下,或许可以解释大熊猫为何选此洞穴栖息。

此外,作为独居动物的大熊猫,除了养育幼仔的雌性大熊猫外,更多的情况是它们独自生活。因此,一个洞道出现如此众多的大熊猫化石,可能表明这里曾经有着十分适合大熊猫生存的地理环境,众多大熊猫在本区域世代繁衍生息,并借用该洞栖息。偶然的坠亡事件,在几万年时间段内陆续发生。

两个洞口进入洞内的洞道较为平缓,之后又连着一个陡坎,陡坎下方为一横向洞道。大熊猫由陡坎跌落后,只能沿横向洞道向左或向右移动。左沿洞道有一个8米高的陡坎,所有不慎跌落下来的大熊猫最终只能向右顺着洞道前进,而二者之间则是一条深30米的裂隙状竖井,大量的大熊猫化石便是发现于此处。

△洞内情况

竖井下方气温、湿度、二氧化碳条件较为稳定。该洞海拔较高,远离人类活动区域,另外洞内竖井较多,没有受到人类活动等因素的影响,为化石保存至今提供了重要条件。

是“家”?还是“陷阱”?仍然是个谜

至于大熊猫为何深入到没有一丝光源的洞穴深处,目前来看仍是一个谜。由洞内大熊猫化石埋藏状况来看,基本上大熊猫化石成堆出现,虽然部分较为破碎,但牙齿、骨骼等均相对集中分布,表明大熊猫到此地时可能还是一个整体,并在此腐烂堆积。根据洞道发育特征,可以判断流水及外力作用将其带入洞内的可能几乎没有,仅在腐烂之后,有啮齿类动物及季节滴水形成的水流对部分个体有短距离的搬运作用。

对于大熊猫深入洞穴深部的原因,还需要更加详细的研究。目前,研究人员仅做以下推测 :第一种原因可能是更新世时期双河洞区域同样生活着华南虎等大型猫科动物(双河洞发现有完整大型猫科动物化石),因为大型食肉动物围堵大熊猫,迫使大熊猫不得不深入洞穴深部 ;第二种可能则是末次冰期等寒冷时期气温显著下降,迫使大熊猫不得不选择更深位置栖息 ;第三种猜测则是该区域属于典型的喀斯特地貌景观,地表径流多随裂隙、落水洞、消坑等汇入地下河,地表径流较缺乏,在短时间的极端干旱天气事件中,饮用水缺乏对大熊猫生存造成重大考验,可能驱使其不得不深入到洞穴深处寻找水源。

△该洞为一个狭窄裂隙状洞道,其中发现了6个大熊猫个体,图为一个具有相对完整头骨的个体

大熊猫化石其实比较常见,广西、贵州、江西、海南、湖南等地都发现过,但那些化石大部分都埋藏在地层中且主要是少量的牙齿。像双河洞这种有完整骨骼的大熊猫化石,十分罕见。

王德远告诉笔者,双河洞大部分大熊猫化石由法国常驻双河洞科考首席专家让·波塔西在探洞过程中发现。“他是一个充满好奇心的人,会在他的洞穴图上标记出许多他认为有意思的地质现象、动物化石等。不过,他的主要工作是洞穴探险测绘,发现化石后他会告诉我们进行专业的处理。”目前双河洞区域发现的大熊猫化石能分辨出的个体数量近40具。

贵州双河洞发现10万年前的大熊猫化石一事,引起众多关注。中国科学院古脊椎动物与古人类所研究员黄万波表示,在其考察、研究大熊猫化石的数十年中,大熊猫化石在同一地点发现数量之多、完好程度之佳、时空跨度之久,贵州双河洞者首屈一指。双河洞的大熊猫化石蕴藏着极其丰富的科学内涵,诸如双河洞大熊猫与前世小种大熊猫和今生大熊猫在生物学系统演化上,有着承上启下的亲缘关系;再就埋藏学而言,那么多史前大熊猫埋藏在同一洞穴,其埋藏机制除了自然条件,与它们同行的古人类是否也有所瓜葛。总之,贵州双河洞大熊猫化石群必将让我们大开眼界!

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你不知道的探洞那些事

“我们的洞穴团队,大家的工作内容都不一样 :有做石笋古气候研究的,根据石笋来还原当时该地区的环境、气候变化;有做洞穴环境研究的,比如研究洞穴空气、环境对康养的影响;有做洞穴形成和演化研究的;还有做洞穴生物研究的等等。我目前主要是对洞内哺乳动物的化石做一些研究工作,双河洞内大熊猫化石丰富,时间跨度也很大,从几千年到几十万年的都有,我希望可以通过对其建立时间序列,研究其在这个时间段内的演化过程。”王德远告诉笔者。

△探洞人员从洞中运出样本

探洞需要带很多装备,比如绳子、电钻、垂直探洞技术装备等,而且洞内也有一定危险性,如果稍有差池,大熊猫都能摔死,更何况人。王德远的探洞团队一般至少三个人一组,大家一起下绳,互相协助完成取样、拍照、背样品的工作。三个人也可以保证假如有一个人受伤,能有一个人回去找救援,另一个人照顾伤者。

最艰难的一次探洞,他们两个小时才走了一公里,山高路陡又全是竹子,还下着雨起着雾,每个人背着沉重的装备,在山里绕来绕去找洞口,回来之后所有人都精疲力尽。

“听前辈们说,30年前大家探洞用的都是最普通的手电筒,后来才有了装电池的头灯,之后垂直探洞技术引进到国内,探洞爱好者也越来越多。测量时使用的工具从皮尺到罗盘再到现在的激光测距仪。现在,一次测量就可以看到长度、坡度、方位角,甚至还可以连接手机蓝牙进行无纸化测量,效率快了很多。”王德远说道。

(本文刊发于《看熊猫》杂志5月刊 文 田野 图由王德远提供)

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