在北美和南美尚未连接之前，它们的哺乳动物找到了一种相互融合的方式

地懒起源于南美洲，体型可达小型大象，并通过巴拿马陆桥传播到北美。图片来源：洛杉矶县自然历史博物馆

（神秘的地球uux.cn）据加州大学伯克利分校：在大约280万年前巴拿马地峡形成之前，北美和南美是孤立的大陆，拥有独特的动物群体。南方有袋类动物——有育儿袋的哺乳动物——和树懒的喧嚣，与北方的骆驼、马、叉角羚和剑齿虎形成鲜明对比。

生物学家认为，只有在地峡形成后，动物才会向南北涌动，生物学家称之为“美洲生物交流”（Great American Biotic Interchange，简称GABI）。这导致许多南美物种灭绝，北美物种占据了主导地位。

然而，加州大学伯克利分校古生物学家认为，这种跨大陆哺乳动物迁徙的图景过于简单。在整理和分析墨西哥发现的哺乳动物化石数据库后，他们得出结论：大约一千万年前，来自现今美国的动物已经迁徙到墨西哥及更远地区，在那里它们被关在一种暂存的圈子里等待，直到大约七百万年前开始，一些动物有机会继续向南迁移。

伯克利综合生物学教授兼研究负责人曾说：“我们的研究首次证明，不仅存在一组与300万年前传统美洲生物交换事件不同的重要前GABI阶段，而且这一加速过程比人们想象的要古老得多，”伯克利综合生物学教授兼该研究负责人曾杰克说。“这种增长最迟早于一千万年前。”

他说，在1000万至700万年前的“围栏”时代，从北美北部迁入墨西哥的哺乳动物——大多是体型较大、适应相对干燥环境的动物——继续多样化，南美洲大陆的哺乳动物也是如此。这种多样性为700万至300万年前间歇性交换“启动了泵”。

在GABI出现之前的时期，较小的哺乳动物——以浣熊状的coati、环尾蜥和小型啮齿动物为标志——通过某种间歇性通道、加勒比海的跳岛或在植被上漂流进入南美。只有一个主要的南美群体——树懒迁入了北美。

然后，三百万年前，“闸门打开，哺乳动物向南北扩散基本不受阻碍，据我们所知，”曾说。

这种交流奠定了人类数万年前首次进入北美时所遇到的生态系统，随后又通过帮助消灭当时主导两大洲的巨型动物，改变了景观。

曾说：“这有助于我们理解导致当前生物多样性模式的原因，但也能”帮助我们理解哪些物种更有可能在未来环境中的扰动中存续和存活，考虑到它们过去1000万年所经历的经历。”

曾和他在洛杉矶县自然历史博物馆和墨西哥克雷塔罗国立自治大学的同事们将于7月30日在《科学》杂志上发表他们的研究成果。

从国际空间站向东望去，巴拿马地峡。前景中的陆地是巴拿马，远处是哥伦比亚和委内瑞拉，右侧是太平洋。图片来源：NASA，2018年

曾和他的墨西哥合作者在墨西哥收集化石已近15年，建立在论文合著者、墨西哥古生物学家奥斯卡·卡兰萨-卡斯塔涅达数十年的工作基础上。这些收藏加起来，几乎将已知数量从约1200万年前至今翻倍。

随着研究人员收集这些新化石，他们发现许多化石与北美更北方的化石完全相同，甚至可追溯到一千万年前。这表明北美哺乳动物比人们认为的更早向南扩展了其分布范围。哺乳动物可能沿着类似现今美国西南部和大平原草原的走廊向南流入墨西哥，尽管最终它们的大陆资源耗尽了。

曾曾说：“墨西哥并不是一个完全独特的地理区域，也不是在陆桥出现后产生新物种，然后向南扩散。”“这实际上只是我们在北美更北方已经看到的地理延伸。到了一千万年前，墨西哥的化石哺乳动物看起来和美国其他地方的动物非常相似。”

在曾所称的“笼养期”的300万年间，哺乳动物仍持续进化以适应新热带气候。大约700万年前，化石证据显示浣熊亲属和小型啮齿动物已从北美洲进入南美，后者成功填补了南方新旧生态位。只有树懒能从南向北迁移，最终演化成北美地懒，体型如小象。他称700万至300万年前为滞后期，因为南美哺乳动物在穿越到另一边时落后于北美哺乳动物。

曾曾说，只有在大约280万年前——GABI阶段开始——所有哺乳动物，无论大小，才实现自由往返活动。这种交流的一个结果是，南美的哺乳动物被北美的哺乳动物所取代。团队的发现支持了之前的分析，即在过去300万年里，南美原产动物的多样化远超南方群体。

这很可能是因为南方的有袋类动物，会产下需要在育儿袋中进一步培育的幼崽（比如袋鼠和负鼠），但它们不适合与产幼崽迅速独立的有胎盘哺乳动物竞争。

曾说：“这种生命史策略很可能让胎盘在与有袋类竞争时占据了优势。”

三相交换与化石和基因组研究中越来越多的证据一致，表明300万年前之前就存在洲际混合。然而，曾的解释与一些地质学家的说法相矛盾，即陆桥可能早在1500万年前就已存在，气候条件主要导致动物在大陆间的运动脉冲。

“我们认为化石记录并不支持这一点，”他说。“否则，尤其是在1000万到700万年前的围栏阶段，很难想象会有什么气候事件阻止所有这些哺乳动物穿越。”

曾明与洛杉矶县自然历史博物馆合著者王晓明正与南美同事合作，将更多该大陆化石纳入分析，更清晰界定过去一千万年间哪些哺乳动物群体何时向南迁徙，并可能解释南北迁徙滞后的原因。

“相较于北美，南美的化石记录较少，”王说。“大陆格局和环境差异显然是一个因素，但缺乏探索也许是另一个重要因素。无论原因如何，与南美同行合作的潜力巨大。令人兴奋的化石正为未来的探险所吸引。”

与曾的合著者包括前伯克利本科生莉娅·卡恩;UNAM-Querétaro的Adolfo Pacheco-Castro、Carranza-Castañeda、José Jorge Aranda-Gomez和Julio César Chávez-Ambriz;佛罗里达州立大学的杨王和钱斯·汉诺德;科罗拉多州莱克伍德美国土地管理局的H. Gregory McDonald;以及洛杉矶县自然历史博物馆的王。曾和帕切科-卡斯特罗也作为研究助理与博物馆合作。

Z. Jack Tseng 等，《一个1000万年生物地理围栏为伟大的美洲生物交流注入了基础》，《科学》（2026）。DOI：10.1126/science.aef2893。www.science.org/doi/10.1126/science.aef2893

Jenny L. McGuire 等，《哺乳动物跨洲时》，《科学》（2026）。DOI：10.1126/science.aei5362 www.science.org/doi/10.1126/science.aei5362