鄧濤研究員與馬化石的科考故事

文 ｜ 《中國科學報》 記者 劉如楠

2026年是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱古脊椎所）研究員鄧濤與馬結緣的第32年。提起自己的科考故事，他如數(shù)家珍。

要說其中最有趣的，便是在甘肅臨夏盆地發(fā)現(xiàn)了世界上已知臉最長的馬化石。細膩的黃土作為緩沖，這具馬頭骨被完好無損地保存了下來。這一新種被鄧濤命名為“埃氏馬”，它的臉比一般的馬長近1/3，就連“臉頭比”也是最大的。

“研究發(fā)現(xiàn)，它的生存環(huán)境十分惡劣，跟它一起生活的動物有2種劍齒虎、3種鬣狗、3種狼，還有老虎、獵豹，甚至雪豹等。”鄧濤說。

原來，為了逃避這些食肉動物的追擊，“埃氏馬”需要更加警惕、邊吃邊觀察周圍的風吹草動，日積月累，只有臉最長、遠遠便能看到天敵、警惕性最強的馬才能生存下來。

“馬的故事遠不止此，它能告訴我們的還有很多?！编嚌f。

2009年，鄧濤（左一）等人在青藏高原發(fā)掘札達三趾馬。

最完整的馬骨架

對于古生物學家而言，尋找化石材料是一切研究的基礎。最令鄧濤驚喜的一次科考，要數(shù)2009年的青藏科考。

那時，由于已經(jīng)有了我國第一次青藏科考的基礎，科學家早已發(fā)現(xiàn)，三趾馬可以作為青藏高原隆升的直接證據(jù)。“我們參加科考，出發(fā)前還擔心，還能找到三趾馬新的化石材料嗎？還能有新的突破嗎？”鄧濤說。

到了實地看到三趾馬化石時，鄧濤的顧慮全然消散。他們在4000米高山上發(fā)現(xiàn)了一副完整的馬骨架，“過去科考發(fā)現(xiàn)的可能是一個頭骨、單顆牙齒、分散的骨骼碎片等，但這次發(fā)掘的馬的主要骨骼都在”。

于是，他們小心地將各個骨骼塊挖出，連沉積物一起包好，運回北京。經(jīng)過技術人員的修復拼接，一副完整的馬骨架赫然在目。

驚喜之余，鄧濤開始思考：這么好的化石材料，能用來解決什么科學問題？后來經(jīng)過仔細研究發(fā)現(xiàn)，這一460萬年前的“札達三趾馬”化石，揭示出喜馬拉雅山脈在上新世就隆升到了現(xiàn)代的高度。

原來，生活在大草原、高山草甸等開闊地帶的三趾馬奔跑速度更快。而在森林里由于樹的阻擋，三趾馬的奔跑速度相對較慢。鄧濤他們發(fā)現(xiàn)的這一骨架，恰恰是三趾馬中奔跑速度最快的一種。這揭示它的生活環(huán)境較為開闊。

三趾馬生活的4000米高度，已經(jīng)到了高山草甸的地帶，這里沒有樹的阻擋，間接說明了喜馬拉雅山脈的隆升。

如今，這副馬骨架還保存在古脊椎所，常常有世界各地的研究者前來參觀、研究。

埃氏馬的頭骨。

永不停歇的奔跑機器

從最早始祖馬出現(xiàn)至今，馬的歷史已有5600萬年，在漫長的歷史時期，它們自然地演化著。直到1萬年前，人類進入新石器時代，人與馬的故事才正式開始。

“新石器時代，人類的狩獵能力非常強，這是導致北美大型動物滅絕的原因之一，其中也包括野馬。15世紀末哥倫布登陸美洲后，歐洲殖民者把家馬重新帶到了美洲大陸，部分逃到野外成了‘野馬’，但這并不是生物學意義上的野馬?！编嚌f。

有意思的是，在第四紀冰期，當真馬（每只腳只有一個腳趾的現(xiàn)代馬及其絕滅種）通過“白令陸橋”到達歐亞大陸后，最晚的普氏野馬被人類馴化，成為后來我們所見到的“家馬”。也就是說，美洲的野馬只是生活在野外的家馬，而歐亞大陸的家馬恰恰是野馬的后代。

馬無論是“移民”遷徙還是出逃野外，本質都是為了生存。而在生存之戰(zhàn)中，馬最重要的一個進化策略是奔跑，以更快的速度奔跑。

“食草動物為了對抗食肉動物，進化出了不同的策略。比如大象變得越來越大，讓食肉動物望而卻步；犀牛的皮長得越來越厚，讓食肉動物知難而退?！编嚌f，“馬的策略則是跑得越來越快，讓食肉動物難以追上?！?/p>

為了速度，馬在進化上呈現(xiàn)出了許多特點：腿和腳越來越長使得步幅增大，腳趾減到一個使得步頻提高，臉部越來越長方便發(fā)現(xiàn)天敵后迅速逃跑……“從這個意義上說，馬像是一個永不停歇的奔跑機器。”鄧濤說。

正如古生物學家威廉·斯科特所言：“在馬的演化中，一切的犧牲都是為了獲得更快的速度，最終使這種動物成為一架‘奔跑機器’。”

人類的馴化無疑增加了馬的生存概率，但也讓馬付出了許多代價。從喝奶吃肉到運輸騎乘，再到成為戰(zhàn)爭工具，馬的演化歷史，也揭示著人類文明的發(fā)展史。

在甘肅臨夏盆地，鄧濤（左二）等發(fā)現(xiàn)了埃氏馬化石。

馬化石還能告訴我們什么

細數(shù)鄧濤與馬的故事，還有很多。如果追根溯源，他們的緣分始于1994年，這年他剛開始進行博士課題研究。

那時，學術界對于第四紀的起始時間爭論不斷，一種觀點認為始于約180萬年前，另一種觀點認為始于250萬年前。鄧濤的研究支持了后者。

第四紀冰期海平面下降，導致連接東亞和北美的“白令陸橋”出現(xiàn)，這一通道是動物和后來人類移民的關鍵路徑?；谝慌碌玫降?、修復完整的真馬化石材料研究，鄧濤發(fā)現(xiàn)，真馬第一次在歐亞大陸出現(xiàn)正是通過白令陸橋遷徙而來。而通過更為準確的測量，他們測定出化石時代為距今255萬年。

“這就說明，真馬可以作為識別地質時期的典型標志。比如人們發(fā)現(xiàn)了一組動物群化石，如果里面包含真馬，那它必定是第四紀的，反之則不是?！编嚌f。

此外，馬還可以成為一個獨特的“氣候標志”。通常，大家基于晚期地層中的化石推斷，普氏野馬只生活在北方地區(qū)。但在臺灣海峽，漁民打魚時竟撈上來了普氏野馬的化石，這讓整個學界都很驚訝。

博士期間，鄧濤給出了一個強有力的解釋：在第四紀冰期強盛的時候，普氏野馬一直向南擴散；到了間冰期，冰川消融時，它們又退回至北方地區(qū)。因此，普氏野馬的化石也能成為人們判定氣候波動時期的例證。

“包括馬類化石中保留的牙釉質，都能告訴我們許多意想不到的信息。”鄧濤說，“利用穩(wěn)定同位素分析可以推斷，有的馬吃碳四植物多、有的吃碳三植物多，而碳四植物大多分布在熱帶等地區(qū)，碳三植物大多分布在寒冷的地區(qū)，這樣我們就能知道當時的氣候環(huán)境信息、植被帶如何分布等。”

前幾年，鄧濤再次獲得了一批未被研究的馬的化石材料，這一次他把材料交給了自己的博士生，就如多年前自己的導師那樣。這位博士生將延續(xù)馬的課題，續(xù)寫馬的故事。

“提到古生物，大家的第一反應常常是恐龍。其實，每一種古生物都有許多有待探究的奧秘。如馬、犀牛、鳥、魚等，只要深入其中，都能挖掘出很有意思的故事?！编嚌f。

札達三趾馬的前腳骨骼。受訪者供圖

轉自中國科學報微信公眾號，原文標題“史上最長馬臉！中國科學家揭開其中奧秘”。《中國科學報》 (2026-02-13 第2版 專題)。封面圖片來自pixabay。

（本文編輯：劉四旦）

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