作者:刘如楠 来源: 中国科学报发布时间:2026-2-13
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研究“古早”马,搞清的不止“马脸为何长”

2009年,邓涛(左一)等人在青藏高原发掘札达三趾马。

人马情未了

从最早始祖马出现至今,马的历史已有5600万年。而直到1万年前的新石器时代,人与马的故事才正式开始。从喝奶吃肉到运输骑乘,马成为人类数千年来最忠实的伙伴之一。时光流转,随着技术进步,机械轰鸣替代了马蹄声声,马的身影逐渐淡出了人们的日常生产生活。

于是,在今天的科研板块中,马的研究并不是关注的焦点。但总有这样的科学家,他们追寻马的演化、破解马的基因密码、梳理马的资源,致力于马的保护、马产业的壮大。由此,我们才知道马脸为什么会那么长、我国马资源“家底”如何、中国马有哪些独特的基因,也才有了科学家守护独特的普氏野马、德保矮马的动人故事。

在农历丙午马年到来之际,让我们走进“人马情未了”的科研篇章。

■本报记者 刘如楠

2026年是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称古脊椎所)研究员邓涛与马结缘的第32年。提起自己的科考故事,他如数家珍。

要说其中最有趣的,便是在甘肃临夏盆地发现了世界上已知脸最长的马化石。细腻的黄土作为缓冲,这具马头骨被完好无损地保存了下来。这一新种被邓涛命名为“埃氏马”,它的脸比一般的马长近1/3,就连“脸头比”也是最大的。

“研究发现,它的生存环境十分恶劣,跟它一起生活的动物有2种剑齿虎、3种鬣狗、3种狼,还有老虎、猎豹,甚至雪豹等。”邓涛说。

原来,为了逃避这些食肉动物的追击,“埃氏马”需要更加警惕、边吃边观察周围的风吹草动,日积月累,只有脸最长、远远便能看到天敌、警惕性最强的马才能生存下来。

“马的故事远不止此,它能告诉我们的还有很多。”邓涛说。

最完整的马骨架

对于古生物学家而言,寻找化石材料是一切研究的基础。最令邓涛惊喜的一次科考,要数2009年的青藏科考。

那时,由于已经有了我国第一次青藏科考的基础,科学家早已发现,三趾马可以作为青藏高原隆升的直接证据。“我们参加科考,出发前还担心,还能找到三趾马新的化石材料吗?还能有新的突破吗?”邓涛说。

到了实地看到三趾马化石时,邓涛的顾虑全然消散。他们在4000米高山上发现了一副完整的马骨架,“过去科考发现的可能是一个头骨、单颗牙齿、分散的骨骼碎片等,但这次发掘的马的主要骨骼都在”。

于是,他们小心地将各个骨骼块挖出,连沉积物一起包好,运回北京。经过技术人员的修复拼接,一副完整的马骨架赫然在目。

惊喜之余,邓涛开始思考:这么好的化石材料,能用来解决什么科学问题?后来经过仔细研究发现,这一460万年前的“札达三趾马”化石,揭示出喜马拉雅山脉在上新世就隆升到了现代的高度。

原来,生活在大草原、高山草甸等开阔地带的三趾马奔跑速度更快。而在森林里由于树的阻挡,三趾马的奔跑速度相对较慢。邓涛他们发现的这一骨架,恰恰是三趾马中奔跑速度最快的一种。这揭示它的生活环境较为开阔。

三趾马生活的4000米高度,已经到了高山草甸的地带,这里没有树的阻挡,间接说明了喜马拉雅山脉的隆升。

如今,这副马骨架还保存在古脊椎所,常常有世界各地的研究者前来参观、研究。

永不停歇的奔跑机器

从最早始祖马出现至今,马的历史已有5600万年,在漫长的历史时期,它们自然地演化着。直到1万年前,人类进入新石器时代,人与马的故事才正式开始。

“新石器时代,人类的狩猎能力非常强,这是导致北美大型动物灭绝的原因之一,其中也包括野马。15世纪末哥伦布登陆美洲后,欧洲殖民者把家马重新带到了美洲大陆,部分逃到野外成了‘野马’,但这并不是生物学意义上的野马。”邓涛说。

有意思的是,在第四纪冰期,当真马(每只脚只有一个脚趾的现代马及其绝灭种)通过“白令陆桥”到达欧亚大陆后,最晚的普氏野马被人类驯化,成为后来我们所见到的“家马”。也就是说,美洲的野马只是生活在野外的家马,而欧亚大陆的家马恰恰是野马的后代。

马无论是“移民”迁徙还是出逃野外,本质都是为了生存。而在生存之战中,马最重要的一个进化策略是奔跑,以更快的速度奔跑。

“食草动物为了对抗食肉动物,进化出了不同的策略。比如大象变得越来越大,让食肉动物望而却步;犀牛的皮长得越来越厚,让食肉动物知难而退。”邓涛说,“马的策略则是跑得越来越快,让食肉动物难以追上。”

为了速度,马在进化上呈现出了许多特点:腿和脚越来越长使得步幅增大,脚趾减到一个使得步频提高,脸部越来越长方便发现天敌后迅速逃跑……“从这个意义上说,马像是一个永不停歇的奔跑机器。”邓涛说。

正如古生物学家威廉·斯科特所言:“在马的演化中,一切的牺牲都是为了获得更快的速度,最终使这种动物成为一架‘奔跑机器’。”

人类的驯化无疑增加了马的生存概率,但也让马付出了许多代价。从喝奶吃肉到运输骑乘,再到成为战争工具,马的演化历史,也揭示着人类文明的发展史。

马化石还能告诉我们什么

细数邓涛与马的故事,还有很多。如果追根溯源,他们的缘分始于1994年,这年他刚开始进行博士课题研究。

那时,学术界对于第四纪的起始时间争论不断,一种观点认为始于约180万年前,另一种观点认为始于250万年前。邓涛的研究支持了后者。

第四纪冰期海平面下降,导致连接东亚和北美的“白令陆桥”出现,这一通道是动物和后来人类移民的关键路径。基于一批新得到的、修复完整的真马化石材料研究,邓涛发现,真马第一次在欧亚大陆出现正是通过白令陆桥迁徙而来。而通过更为准确的测量,他们测定出化石时代为距今255万年。

“这就说明,真马可以作为识别地质时期的典型标志。比如人们发现了一组动物群化石,如果里面包含真马,那它必定是第四纪的,反之则不是。”邓涛说。

此外,马还可以成为一个独特的“气候标志”。通常,大家基于晚期地层中的化石推断,普氏野马只生活在北方地区。但在台湾海峡,渔民打鱼时竟捞上来了普氏野马的化石,这让整个学界都很惊讶。

博士期间,邓涛给出了一个强有力的解释:在第四纪冰期强盛的时候,普氏野马一直向南扩散;到了间冰期,冰川消融时,它们又退回至北方地区。因此,普氏野马的化石也能成为人们判定气候波动时期的例证。

“包括马类化石中保留的牙釉质,都能告诉我们许多意想不到的信息。”邓涛说,“利用稳定同位素分析可以推断,有的马吃碳四植物多、有的吃碳三植物多,而碳四植物大多分布在热带等地区,碳三植物大多分布在寒冷的地区,这样我们就能知道当时的气候环境信息、植被带如何分布等。”

前几年,邓涛再次获得了一批未被研究的马的化石材料,这一次他把材料交给了自己的博士生,就如多年前自己的导师那样。这位博士生将延续马的课题,续写马的故事。

“提到古生物,大家的第一反应常常是恐龙。其实,每一种古生物都有许多有待探究的奥秘。如马、犀牛、鸟、鱼等,只要深入其中,都能挖掘出很有意思的故事。”邓涛说。

《中国科学报》 (2026-02-13 第2版 专题)
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