北京发现世界唯一雪豹花豹共存化石点 揭秘雪豹如何走出青藏高原

中新网北京1月16日电 (记者 孙自法)现生雪豹是青藏高原及其周边特有的大型猫科动物，但古生物学家在亚欧大陆中国、法国、葡萄牙的多个青藏高原之外地点，最新研究识别出5例稀有的有效雪豹化石，备受学界关注。

这当中最特别的是，北京门头沟牛眼洞除雪豹化石外，还有花豹化石发现，代表了世界上迄今所知唯一一个雪豹和花豹共存的化石点。现在花豹和雪豹偶尔会共存在林地线附近，因此，两者化石同一地点发现，对研究当时环境具有重要指示意义。

亚欧大陆的雪豹化石：a.甘肃龙担；b.法国Arago；c.北京周口店第三地点；d.葡萄牙MangaLarga；e.北京门头沟牛眼洞。中国科学院古脊椎所 供图

根据这5例青藏高原之外的雪豹化石，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(古脊椎所)团队联合中国科学院动物研究所、意大利佛罗伦萨大学、葡萄牙里斯本诺瓦大学、法国佩皮尼昂大学等中外机构的合作伙伴，聚焦化石雪豹与现生雪豹之间有何关联、雪豹如何走出青藏高原等议题展开深入研究，相关成果论文北京时间1月16日凌晨在国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上线发表。

另辟蹊径揭秘雪豹特殊演化之路

论文第一作者、中国科学院古脊椎所江左其杲副研究员介绍说，作为青藏高原的顶级掠食者，雪豹在维系青藏高原生态系统稳定性方面具有极其重要的意义，加之独特外形，使得雪豹成为青藏高原生态系统保护的旗舰物种。

由于青藏高原地区化石相对稀疏，第四纪(约260万前至今)以来的记录尤为稀少，雪豹是如何逐步演化出如今特化适应青藏高原的模样仍然不明。分子生物学的研究支持雪豹现生亲缘关系最近的物种是虎，但雪豹和虎的形态及生态适应都截然不同，仅仅依靠分子生物学解决不了雪豹是如何特化的问题。

在本项研究中，研究团队另辟蹊径，他们从亚欧大陆其他地区的大量豹属化石记录中识别出稀有的雪豹化石记录，由此研究揭开雪豹特殊的演化之路。

研究团队此次共识别出亚欧大陆5例有效的雪豹化石记录，分别来自中国北京门头沟牛眼洞、北京周口店第三地点、甘肃龙担和法国阿拉戈(Arago)、葡萄牙曼加·拉尔加(Manga Larga)。除牛眼洞的雪豹化石可以归入现生雪豹类群外，其他4例化石雪豹与现生雪豹都存在明显差异。

江左其杲指出，结合DNA序列和形态学数据，研究团队推断豹属的系统发育，支持5例化石记录的确属于现生雪豹支系，且它们相对现生雪豹组成并系群，表明这些青藏高原之外的雪豹并非独立于现生雪豹的一个分支，而是不断从雪豹主干上分出的小分支，说明它们很有可能代表雪豹多次在特定时间段走出青藏高原的记录，而这些记录共同组成了雪豹演化的几个断面，从而得以揭秘雪豹如何一步步特化。

雪豹或得以在冰期走出青藏高原

论文共同通讯作者、中国科学院古脊椎所邓涛研究员表示，为研究雪豹相关形态特征演化，研究团队首先结合传统解剖学、几何形态学、有限元分析等方法，对现生雪豹的功能形态展开系统研究。

结果表明，雪豹有较大的眼眶和高度发达的双目视觉，说明其有着发达的立体视力，能在复杂地形中迅速锁定猎物；雪豹具有较短的吻部和陡直的下颌联合部，截面接近圆形的犬齿，对应犬齿处可产生强大力量，能应对反抗力量较强的猎物，但作为代价灵活性较低；发达的额窦系统，可以温暖吸入体内的空气，并且增加呼吸效率，适应于高寒低氧的环境；发达的听泡前鼓室，增强对次声波的敏感度，可以在开阔地带更远距离听到猎物的动静；较大的颊齿，能在寒冷环境下在猎物尸体冰冻前迅速吃完大部分的肉，且对已冰冻的尸体也有更好的咀嚼能力；较小的肩胛骨和骨盆，但远端肢骨很修长，代表力量相对较弱但非常灵活的运动能力，适应在山地奔跑跳跃。

这些特征中，大部分是对山地环境，以及以羊亚科为主要猎物(羊类相对速度较慢，但肢骨短粗，角发达，反抗力量较强)的适应，只有少部分是对高寒低氧环境的适应。

研究团队将上述现生雪豹形态与功能的对应关系，同化石雪豹进行对比研究发现，早期的雪豹包括早更新世早期甘肃龙担的似比利牛斯雪豹、法国的比利牛斯雪豹，下颌骨虽然联合部已较为陡直，但仍没有缩短，颊齿也没有增大，对应对羊亚科猎物的初步适应，但尚未有明显高寒环境的特化。

此外，中更新世晚期周口店第三地点的似雪豹和晚更新世的路斯蒂娜雪豹，已与现生雪豹非常接近，具有相似的适应，但相关特征如外鼓骨发育程度、额头扩展等方面，在欧洲的路斯蒂娜雪豹中的发育程度总体比现生雪豹仍然稍微弱一些。

进一步分析结果支持雪豹从中更新世以来经历了快速的形态特征演化，这一快速演化现象也与中更新世青藏高原出现大规模冰盖相吻合。其说明中更新世以来，全球气候波动性增强，冰期也变得更加剧烈，雪豹得以在约60万年前的冰期走出青藏高原。

“有趣的是，中更新世也是很多羊亚科成员首次走出青藏高原，出现在华北和欧洲的时期，可以与雪豹走出青藏高原相互对应。”邓涛说。

山地地形和猎物或比高寒更重要

为探索化石雪豹是否有与现生雪豹类似的生态习性适应，研究团队通过现生雪豹分布与气候数据的对应关系，运用随机森林方法训练了根据气候数据推断雪豹适应可能性的模型，再把末次冰盛期的气候数据带入其中，研究得出现生雪豹在末次冰盛期潜在的最大分布。

本次研究揭示的现代雪豹与化石雪豹的系统发育位置和形态空间。中国科学院古脊椎所 供图

该模型研究结果表明，虽然末次冰盛期雪豹潜在的适宜分布比现在大得多，但欧洲和北京等仍在较为适宜的分布之外。因此，化石雪豹可能有与现生雪豹不完全一样的生态适应，因而不能完全用现生雪豹的模型去预测化石雪豹的分布。

研究团队还注意到，此次研究的中欧5例雪豹化石地点虽然可能海拔很低(低于500米)，但全部属于山地环境，且基本都有羊亚科物种分布(除葡萄牙地点没有动物群记录外)，这再次印证山地地形和相关猎物对雪豹来说，可能比高寒更加重要。

论文共同通讯作者、中国科学院古脊椎所王世骐研究员认为，通过古生物学、分子生物学、有限元分析、物种分布模型的综合研究并运用大数据，研究团队综合推断青藏高原生态保护旗舰物种雪豹的演化历史和功能形态适应，揭示出雪豹的演化历程，并得出“对于雪豹而言，山地地形可能比气候本身更加重要”这一结论，可为雪豹的保护提供重要参考，有望成为古生物学研究成果服务现生珍稀物种保护的范例。(完)【编辑:付子豪】