現(xiàn)生的魚,化石的魚
把西藏魚類專列一節(jié),說明它很重要。當(dāng)高原隆升作為新命題提出之后,是魚類學(xué)家率先拿出了靠譜的證據(jù)。這其中的道理,未必需要多么高深的專業(yè)知識(shí),單憑日常生活經(jīng)驗(yàn)也可理解:隨著地勢的抬升,大冰期降臨,生存環(huán)境日益嚴(yán)酷,高原面上的物種眾生能夠存活至今實(shí)屬不易,可是鳥兒有翅膀可以遠(yuǎn)距離遷徙,四腳獸類也會(huì)找到避風(fēng)低地躲避寒冬,只有魚,無處可去,五冬六夏、世世代代困守水中。恰好因了這等別無選擇的局限性,其特化過程就成為印證高原隆升諸階段的指示器,較之飛禽走獸多出了一項(xiàng)優(yōu)勢。
說它重要,還有一原因:這一領(lǐng)域成就了兩位研究者當(dāng)選中科院院士。雖說兩位的業(yè)務(wù)建樹不限于高原魚——在保護(hù)長江珍稀、特有魚類尤其中華鱘方面,可以聽見曹文宣先生的權(quán)威發(fā)言;說到珍稀瀕危動(dòng)物白豚研究的開創(chuàng)者、淡水和海洋水域生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)研究的主要學(xué)術(shù)帶頭人等等,則必提陳宜瑜。但青藏經(jīng)歷無疑是他們科學(xué)生涯的起點(diǎn)和重要一章。陳宜瑜后來繼續(xù)從事業(yè)務(wù)帶學(xué)生,同時(shí)轉(zhuǎn)向科學(xué)管理,參與頂層設(shè)計(jì),擔(dān)任中科院副院長期間,親自指導(dǎo)操辦了青藏高原研究所籌建事宜;后來擔(dān)任自然科學(xué)基金委員會(huì)主任,把握科研方向,掌管項(xiàng)目決策,皆屬相當(dāng)重要的高階崗位。
兩位專家均為科班出身,當(dāng)年同在中科院武漢水生生物所供職。年長一些的曹文宣參加過20世紀(jì)60年代珠峰科考,被選拔為青藏隊(duì)首批隊(duì)員,連續(xù)兩年出隊(duì),已是年屆40的歲數(shù),尚未成家。戀愛長跑該有個(gè)結(jié)果了吧,于是所里明令曹文宣留下結(jié)婚,另外派員接替。就這樣,陳宜瑜上陣,1975年活動(dòng)在喜馬拉雅南北,次年青藏隊(duì)兵分四路進(jìn)發(fā)西藏各地,曹文宣歸隊(duì),這二人一在阿里分隊(duì),一在藏北分隊(duì),全都屬于高原上的高原,裂腹魚嚴(yán)重特化地區(qū)。
河里的魚,湖里的魚,青藏高原河湖中的土著魚一般無鱗,只在魚肚下方保留兩排較大鱗片,仿佛肚皮開裂,被形象地歸類為裂腹魚屬。屬之下種類有裸鯉、裸裂尻魚等等,青海湖里的鰉魚也是,均為青藏高原特有種,同屬第三極地區(qū)的印度、巴基斯坦和克什米爾高海拔地區(qū)亦有分布。為何高原獨(dú)有而平原地區(qū)不見?過去曾有英國人和俄國人做過一些工作,但真正系統(tǒng)研究并揭示其生存之謎,集中在這一輪考察過程,尤其得益于板塊學(xué)說和高原隆升新理論指導(dǎo)下的重新認(rèn)識(shí)——
青藏地區(qū)高峻之前,裂腹魚的祖先跟鯉魚、草魚長相差不多,同屬淡水魚類鯉科、鲃亞科,何以特化成這般模樣,說來話長。簡言之,適用于用進(jìn)廢退原理,外部形態(tài)和生活習(xí)性隨環(huán)境改變而改變。比如說,演化特征中最顯著的“裸”:氣候變冷,水溫很低,越冬蟄居長達(dá)半年,即便暖季白晝,為躲避強(qiáng)烈紫外線輻射也需潛入洞穴,導(dǎo)致體鱗局部乃至全部消失。那么觸須何以退化呢?實(shí)因覓食時(shí)間如此之短,食物來源又少,哪里來得及選擇喜歡什么,不喜什么,正可謂饑不擇食,生活習(xí)性隨之改變,成為雜食類群,努力在暖季攝取盡可能多的營養(yǎng),供漫長嚴(yán)冬消耗。如此一來,祖先用于分辨食物的觸須還有何用,牙齒也相應(yīng)減少。

裂腹魚類演化的階段性與青藏高原海拔關(guān)系示意圖 孫赫英/繪制
特化程度與海拔高度呈正相關(guān),高原裂腹魚粗分為三大類百余種,分布區(qū)由外而內(nèi)呈現(xiàn)三個(gè)同心圓:最外圈高原邊緣地帶,是原始魚群祖先種的根據(jù)地,應(yīng)當(dāng)是在高原腹地從千米高度開始隆升時(shí),最先撤出的一批;位居海拔3000米左右第二圈層的,是跟隨地勢的持續(xù)抬高而沒有離開,適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果,表現(xiàn)在已有改變、仍算比較原始的裂腹魚;極限堅(jiān)守、也是特化最厲害的在海拔4000 米以上高處。創(chuàng)造魚類生存世界紀(jì)錄的是一種小鰍,不過生境非冷水,是在龍木錯(cuò)湖畔的溫泉里,地點(diǎn)在藏北高原西南側(cè),西藏阿里地區(qū)日土縣,海拔5200米。
由此可知增長緩慢,是魚類中的侏儒:好幾歲的年紀(jì)不及平原地區(qū)幾個(gè)月的個(gè)頭。生命活動(dòng)降低,產(chǎn)卵量稀少,不及平原地區(qū)1/10。
荒寒的藏北腹地,有一個(gè)名叫昂達(dá)爾的小湖,面積總共41平方公里,一條沙壩將之二分,儼若兩個(gè)世界:西湖完全封閉,蒸發(fā)大于補(bǔ)給,每升水中含鹽量高達(dá)357克,水中既無水草亦無魚,缺乏生命跡象;東湖海拔4863米,竟成天上飛的、水中游的一眾生靈的天堂。湖心沙洲3000平方米鳥島,聚集著斑頭雁、棕頭鷗、赤麻鴨多種飛禽,正值孵育季節(jié)破殼而出階段,生機(jī)盎然。湖水含鹽量極低,每升僅2克稍多一點(diǎn),幾近淡水尚可飲用,且水中生物之多,足夠鳥類享用,也讓魚類專家喜獲豐收,一網(wǎng)下去幾十條——這可是接近冷水魚極限生存的高度了。
往北到可可西里,大部為寒旱地區(qū)高濃度鹽湖,越發(fā)不適于魚類生存;可可西里再往北,直到昆侖南緣,歷盡艱難途程的陳宜瑜,最大的發(fā)現(xiàn)是“無發(fā)現(xiàn)”,唯有少量頑強(qiáng)的所謂“低等”生命如跳蟲之類標(biāo)本可采。
特化過程也與隆升階段相匹配。在藏北高原倫坡拉盆地海拔4550米的地層中,陳宜瑜發(fā)現(xiàn)了鯉科、鲃亞科魚類化石,經(jīng)鑒定為新屬新種——隨海拔漸高正在適應(yīng)演化的原始近裂腹魚屬。所在地層在地質(zhì)學(xué)上被劃分為丁青組,屬地質(zhì)第三紀(jì)一兩千萬年前。這個(gè)新屬的魚化石與同緯度平原地區(qū)溫暖水體中同類的最大區(qū)別,是脊椎骨數(shù)目增多,典型冷水魚特征。
倫坡拉盆地位于西藏班戈縣和雙湖特別區(qū)交界地帶,面積4000平方公里,海拔4700米。新生代沉積總厚度達(dá)4000米,其中丁青組地層近千米,沉積物中產(chǎn)出豐富的動(dòng)植物化石,包括介形蟲、腹足類、昆蟲、魚類和孢粉化石,被視為研究古高度、古環(huán)境的理想地區(qū),所以2009年起,中科院古脊椎所的專家在此進(jìn)行了連續(xù)兩年的工作,在丁青組中上部發(fā)現(xiàn)了第一件哺乳動(dòng)物化石——原始犀類,近無角犀。判斷其年齡在1800萬年至1600萬年之間,其地古海拔高度可能接近3000米;同時(shí)發(fā)掘出保存完美的魚、昆蟲和植物化石,可見彼時(shí)氣候環(huán)境較今變化之劇烈。
化石攀鱸現(xiàn)身于距今2600萬年的地層中,連同生存之地古環(huán)境一并被揭示:棕櫚啊,菖蒲啊,天南星科的水生植物……熱帶—亞熱帶氣候環(huán)境;一并被揭示的還有古高度:估計(jì)其時(shí)的倫坡拉盆地海拔不可能超過2000米。
魚類何時(shí)消失在藏北高原腹地?換言之,環(huán)境發(fā)生了怎樣的改變,致使這一物種消失?后續(xù)的研究團(tuán)隊(duì)給出了答案。2005年中美合作古生物考察,在高原北部柴達(dá)木盆地,300萬年前的古鹽湖沉積地層中,發(fā)掘出一批魚化石,5條完整骨架中有3條身長超過半米。令專家們大吃一驚的是它們異乎尋常的骨骼,之粗大,幾乎不存在可供肌肉生長的空間。繼續(xù)審察,往下更老地層中,也有魚化石,但并無骨骼變粗跡象;而在此之上,300萬年以來地層中,則再無魚化石蹤跡。由此得出結(jié)論之一,它們是柴達(dá)木盆地最后的魚;結(jié)論之二,它們是天天喝著“石灰水”長大的魚——所在地層富含碳酸鈣(石灰)和硫酸鈣(石膏),所在環(huán)境和應(yīng)對努力已臻極限,可憐最后的魚群一直堅(jiān)守到再無可供產(chǎn)卵的淡水流入,直至連高鈣環(huán)境中的苦咸湖水也干涸,無意間成為柴達(dá)木盆地古氣候環(huán)境劇變的見證者。


伍氏獻(xiàn)文魚化石,不可思議的粗大骨架 鄧濤/供圖
“伍氏獻(xiàn)文魚”的發(fā)現(xiàn)是中國國家自然科學(xué)基金委和美國國家科學(xué)基金會(huì)雙重支持下的重大科研項(xiàng)目新成果之一,其意義不僅限于為柴達(dá)木盆地的干旱化過程提供新證據(jù),更在于它超越了傳統(tǒng)的古生物學(xué)研究,把化石魚類和現(xiàn)代魚類的系統(tǒng)學(xué)及生理學(xué)方面的現(xiàn)象與古環(huán)境研究聯(lián)系起來,是多學(xué)科綜合研究的一大嘗試。合作論文刊載于2008年9月9日美國《國家科學(xué)院院刊》。正式發(fā)表前一個(gè)月,該院刊網(wǎng)絡(luò)版即以醒目標(biāo)題《發(fā)現(xiàn)于柴達(dá)木盆地的骨骼超常粗大的魚化石及其與干旱化的聯(lián)系》,先行發(fā)布報(bào)道。
張彌曼院士領(lǐng)銜的中美合作團(tuán)隊(duì),主要研究人員包括美國洛杉磯自然歷史博物館王曉鳴博士、中科院武漢水生所劉烯章博士、美國堪薩斯大學(xué)苗德歲博士等。
這一鯉科裂腹魚亞科的新屬新種被命名為“伍氏獻(xiàn)文魚”,以紀(jì)念我國淡水魚類研究奠基人、中科院院士伍獻(xiàn)文先生。
現(xiàn)代漁夫在西藏的河川湖泊張網(wǎng)時(shí),并不了解國際生命科學(xué)的一支——?dú)v史生物地理學(xué)正在興起。該學(xué)派主張以生命現(xiàn)在進(jìn)行時(shí)的某個(gè)瞬間,以生命進(jìn)化過程及其分布情況,去解釋地球發(fā)展史。不了解是因“文革”期間對于外界信息的屏蔽,然而不了解人家的,卻已不謀而合地實(shí)踐了,并拿出了實(shí)證:西藏階段的科考告一段落,兩位專家的論文《裂腹魚類的起源和演化及其與青藏高原隆起的關(guān)系》發(fā)表,并在1980年召開的首屆青藏高原國際研討會(huì)上宣講,體現(xiàn)的理念正是生命進(jìn)化與地球演化同步現(xiàn)象。被視為中國生物地理學(xué)從描述向解釋發(fā)展的第一篇論文,同時(shí)也契合了當(dāng)時(shí)的國際前沿,連與會(huì)外國專家也不由得贊嘆。
這個(gè)新學(xué)派還有一理論,關(guān)于“隔離分化”。在接下來的青藏隊(duì)橫斷山考察中,陳宜瑜研究了瀘沽湖和程湖的魚類區(qū)系形成歷史,提出可用以解釋云貴高原特定湖泊區(qū)系起源的同域成種進(jìn)化模式,及邊域快速成種的實(shí)例,在研究實(shí)踐中豐富了隔離分化理論。
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