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当Carlos Jaramillo开始在巴拿马运河沿岸挖掘化石时,他从未想到自己会改写美洲的历史。就像其他在新大陆工作古生物学家、地质学家和生物学家一样,,他知道在这里发生了什么:350万年前,巴拿马与南美洲相连,阻隔了太平洋与加勒比海之间的洋流,构建了一座连接两大洲的大陆桥供动植物在两地迁移。Jaramillo是位于巴拿马的史密森热带研究所的一名古生物学家,他希望从巴拿马运河扩张的过程中暴露出来的岩石里发现的化石中有新发现。“当你看到一些被引用了2000次的东西,这不像是你说的,哦,让我们去看看它是不是正确的,” 他说 “这是一次已经完成的交易。”

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但当Jaramillo和他的团队对运河周边的岩石(史前大陆分离后这些岩石被留在北美洲)进行深入挖掘时,他们不断发掘出不应该存在于350万年前的物种。在那之前,哺乳动物的化石大多存在于北美洲,但Jaramillo的团队不断在这里发现蛇、青蛙、乌龟,甚至是原产于美国南部的树木。在这些物种生存的时代,它们本应是在被巴拿马数百英里深的海洋阻隔开的另一边大洲,但它们的化石却在这里被发现,它们比计划提前了数百万年穿越了两大洲的阻隔。

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Jaramillo和他的同事开始研究这些数据将带来的新发现:那片土地早在1000万年前就与巴拿马和南美洲连接在一起,Alexandre Antonelli,瑞典哥特堡大学的进化生物学家,当他在2011年的一次会议上第一次听到这种言论时,“我整晚都睡不着,完全不知所措,” 他说 “这是令人兴奋的。”

这是因为350万年前不只是一个日期,对于科学家来说,它是研究史前美洲的重要时间点。它决定了研究人员可以在哪里寻找到化石,并且如何研究它们,甚至如何校准它们从而重建不同物种进化的分子钟。如果它是错误的,那么一切都有可能是错误的。

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拼图的碎片

大多数科学家在整个职业生涯中都会在思想上出现这样一个根本性的变革。科学通常是渐进的,收集和分析数据是一个缓慢的过程,如何你和你的同事做的是对的,你可能会完全没有推翻对方的想法,相反,你们都在玩着同样的拼图游戏,一起看着图片渐渐清晰,那么,当一个难题突然被推翻,科学家会怎么做呢?

 

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“这是很可怕的。” 波哥大安第斯大学的地质学家Camilo Montes说。像Jaramillo一样,Montes开始发现这些岩石中能够证明早在350万年前巴拿马和南美洲相连的证据,但他并没有立即公开这个发现,他担心这些发现敌不过数百名科学家以及先进技术的验证。但事实上,Jaramillo发现的化石还指向了一个古老的地峡,这让他重拾了信心。Montes最终会去寻求专家的技术来验证,但他担心这样做会推翻他自己的想法,包括一种相对较新的研究岩石中嵌入的火山晶体的方法,以确定岩石是在何时何地形成。这些研究证实,Montes发现的岩石早在1500万年前就从巴拿马来到哥伦比亚,这意味着大陆间有河流连接。

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然而,并不是每个人都相信他们。350万年前是地峡形成的时间,跨越了一个世纪,这是科学家们已知的事实,“当然,要证明这一点仍有许多阻碍。” Montes 表示。许多科学家都不同意Montes和Jaramillo关于古老地峡的理论,因此不会让它不经考验就公开发表。

肠道检查

即使科学家不同意这个新的理论,但研究350万年前是核实理论的重要步骤。“这完全是垂死挣扎。” Eldredge Bermingham,佛罗里达州博物馆的遗传学家和首席科学官(在此之前,他是Jaramillo所在的研究所的所长)就像许多分子生物学家正在研究美洲不同物种的进化速率一样,“我只是把350万年前这个日期当作理所当然,但这并不是很科学的。” Jaramillo的研究迫使他回去重新评估有数据支持的日期。

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然而做完了这些事, “我认为他错了,我认为现在的数据是完全支持地峡最后的闭合时间是在大约300万年前的理论。” Bermingham表示。他特别指出了在350万年前,加勒比海和太平洋的盐度和浮游生物有某种联系,这意味着它们之间通过深层海水相连。

不过,古老地峡的假说又让一切研究重新开始,作为一个科学家,这是令人兴奋的发现。“我只是希望我的研究生涯能重新开始。” Bermingham表示。

这样的理论推翻可以提醒研究者认识自己的偏误,一些科学家正面临挑战,他们发现数据表明在他们面前有一段更古老的日期需要研究。“数据一直都在那里,只是我们一直没有发现,” Antonelli表示,这位进化生物学家在参与有关Jaramillo假说的听证会后彻夜难眠。

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例如,生物学家早就知道所谓的“先驱物种”,它们在350万年前就以某种尚未清楚的方式从南美洲到达北美洲。树懒在约900万年前就迁移了,而恐怖鸟(现已灭绝),一种针叶林食肉鸟,在500万年前就从南美洲北部迁移到德克萨斯州。Antonelli还指出,遗传证据表明,植物早在350万年前就已跨越地峡,还有一项研究表明,m巴拿马两岸的许多海洋物种很早以前就相互分离。“现在随着古老地峡的闭合,事情变得更容易解释。” he说。支持Antonelli的一些生物学家现在觉得松了一口气,一直印绕在他们脑海里的难题终于逐渐可以被解释。

至于Jaramillo,他觉得他已经从巴拿马化石中找到了所有他可以获得的数据,现在运河的扩张已经完成,他已经无法再得到更多东西了。因此,现在要做的是前往南美洲,特别是秘鲁和哥伦比亚,去寻找更多的化石证据证明两大洲早期的联系。他动摇了整个科学领域的核心理论并有要推翻其最重要模型的可能,现在,他需要进行的只是收尾工作。

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