阿根廷潘帕斯末次间冰期新哺乳动物群：挑战传统生物地层年代框架的可靠性与革新

本研究针对阿根廷潘帕斯地区传统生物地层分期（Bonaerean与Lujanian阶段）的可靠性争议，通过对萨尔多皮德拉遗址（SPPL）中更新世至全新世哺乳动物化石群的系统性发掘与多方法测年（OSL/AMS 14C），首次揭示关键指示物种（如Equus neogeus和Glyptodon munizi）在MIS 5/6地层（>127 ka）的共存现象，证实传统生物分带方案的局限性。研究提出合并Bonaerean与Lujanian阶段（~300–11.6 ka），为南美第四纪生物地层框架的修订提供关键证据，对全球古生物年代学模型具有革新意义。

　　

在广袤的阿根廷潘帕斯草原，埋藏着揭示南美洲第四纪生命演化的关键密码。一个多世纪以来，古生物学家依据哺乳动物化石组合建立了一套生物地层分期方案——从Ameghino的"阶"（Stages）到后来的南美陆地哺乳动物时代（SALMAs），试图将纷繁的化石记录梳理成清晰的时间序列。然而，这套体系正面临严峻挑战：传统分期依赖的"指示物种"在多地层中反复出现，生物带边界模糊不清，更缺乏高精度年代学支撑。尤其对于中更新世至晚更新世的关键过渡期（约30万-1万年前），Bonaerean与Lujanian阶段的划分争议不断——前者以Glyptodon munizi等为标志，后者以Equus neogeus为代表，但二者是否真正属于不同地质时期？这一谜题直接关乎我们对南美巨型动物群灭绝时序、古气候变化响应等重大科学问题的解读。

为破解这一困局，西班牙国家自然科学博物馆（Museo Nacional de Ciencias Naturales, MNCN-CSIC）联合阿根廷布宜诺斯艾利斯省中部国立大学第四纪考古与古生物研究所（INCUAPA-CONICET-UNICEN）的研究团队，对萨尔多皮德拉古生物遗址（SPPL）展开长达五年的系统性发掘。他们通过高精度三维测绘、沉积单元分层（U1-U6）与多方法测年技术（光释光OSL和加速器质谱¹⁴C-AMS），首次获得该区域连续的地层年代框架，相关成果发表于《Quaternary Science Reviews》。

关键技术方法

研究团队采用多学科交叉策略：

1. 地层与沉积学分析：划分6个沉积单元（U1-U6）和12种岩相，识别河流-沼泽序列及侵蚀不整合面。
2. 绝对年代测定：结合OSL（测定沉积物埋藏年龄）和AMS ¹⁴C（直接测定骨骼胶原），构建MIS 6至MIS 1（>127–7.8 ka）的年代序列，新增3个U4层骨骼样本的¹⁴C数据。
3. 系统古生物学鉴定：比对拉普拉塔博物馆（MLP）等机构的模式标本，鉴定27种大型哺乳动物。
4. 埋藏学评估：通过骨骼风化与磨蚀程度分析（如仅15%化石存在轻度磨蚀），排除地层扰动可能性。

颠覆性发现：地层中的"时空错位"

1. 古老地层中的"年轻物种"（U1层）

在距今>127 ka的U1/F1单元（属MIS 5/6），研究团队发现惊人共存现象：

• Ensenadan阶标志物种：Glyptodon munizi（传统认为灭绝于中更新世早期）
• Lujanian阶专属物种：Equus neogeus（原被认为仅出现于晚更新世）
  二者竟埋藏于同一层位！更在U1/F2层发现Bonaerean阶的指示化石Megatherium americanum。这些共存现象直接挑战传统生物带模型的排他性假设。

2. 生物带界限的全面瓦解（U3-U4层）

在晚更新世地层（U3/F6-U4/F9，38–11.2 ka），经典分带方案进一步失效：

• Bonaerean阶物种（Megatherium americanum, Toxodon platensis）
• Lujanian阶物种（Equus neogeus, Doedicurus clavicaudatus）
  持续共存于相同单元。新增¹⁴C测年（如F7层Notiomatodon platensis：16.5–15.8 ka）进一步证实这种混合组合的可靠性。

3. 关键物种的年代突破

Equus neogeus在U1层的发现将其首现时间（FAD）从~130 ka大幅推前至~300 ka（依据Campo Sposito遗址数据），迫使传统"Equus neogeus生物带"的时间跨度扩展近三倍。

结论：重构南美生物地层框架

基于SPPL遗址的高精度证据链，研究团队提出三大革新性结论：

1. 生物带模型的根本缺陷：传统指示物种（如Glyptodon munizi, Megatherium americanum, Equus neogeus）在时间上广泛重叠，无法作为排他性的分带标志。
2. Bonaerean阶段的存疑性：该阶段缺乏专属物种（如Neosclerocalyptus gouldi仅存两例记录，Doedicurus poucheti实为Lujanian物种），建议将其并入Lujanian阶段。
3. 新版年代框架：确立统一的Lujanian阶段（~300–11.6 ka），涵盖整个晚更新世至全新世过渡期，终结长达百年的分期争议。

科学意义

这项研究不仅刷新了对潘帕斯动物群演化的认知，更提供了一套可推广的研究范式：

• 方法论启示：系统性三维发掘+多方法绝对测年，可破解全球类似生物地层争议。
• 古生态关联：为末次冰期巨型动物灭绝机制（如人类活动 vs 气候变化）提供精准年代锚点。
• 跨大陆对比：修订后的南美年代框架，助力重建全球哺乳动物迁徙路线（如大美洲生物互换事件）。
  随着更多遗址采用此研究范式，一个更精确的第四纪生命演化图景正逐渐清晰——而萨尔多皮德拉遗址，已成为照亮这道谜题的第一束强光。