作为陆地生态系统中最大的食草动物，成年大象每天要消耗近200公斤的植物，可见食物的重要性。大象属于猛犸象目，在漫长的地质时代，它曾经主宰着地球的陆地生态系统。然而，与其他哺乳动物一样，大头金蝇属的大多数种属已经灭绝，只有两个属是亚洲象和非洲象。

大象作为地球上最濒危的野生动物，处境岌岌可危，研究它们的食物是大象保护的一个重要方面。过去掌握着通向未来的钥匙。研究已经灭绝的大象的食物结构，可以帮助我们更真实地了解大象祖先的生活，或许还能帮助我们更好地保护这些珍稀动物。

图1焚烧非法交易的象牙

工具箱——“我是我的食物”

剩下的野生大象是最直观的研究材料。通过直接追踪和观察现代大象的食物来源和选择，我们可以直接提供关于大象食物和生态习性的各种信息。而古生物研究是在一个非常大的时间空框架下进行的，因此研究人员试图揭示它们摄食的长期信息，探索它们的摄食行为与古环境之间的深层关系。

稳定同位素分析是近几十年来广泛应用于考古学和古生物学的一种生化分析方法。根据“我是我的食物”的原理，即动物摄入的食物会在自身的身体组织中留下同位素标记，而这些同位素数据中包含着丰富的动物和人类长期摄入食物的信息。

自然界中的植物根据光合作用方式的不同，主要分为C3型和C4型，其稳定碳同位素值有明显差异。因此，人和动物骨骼和牙齿中的稳定碳同位素数据可以有效反映其一生摄入的食物来源信息。此外，氮、氧、硫、锶等不同同位素还能反映生物的食物摄入和生存环境的各种信息，是科技考古和古生物学中非常繁荣的领域。

图2亚洲象臼齿序列取样稳定同位素研究取样方法

亚洲象高峰期的国王式进食行为

活亚洲象起源于五六百万年前的非洲，后来逐渐传到亚洲和欧洲，成为第四纪亚洲最重要的大象。亚洲象虽然现在面临生存困境，但在中晚更新世时期，它们在南亚和东南亚达到了进化的巅峰状态，分布广泛，发现频繁。

根据几百万年前亚洲象化石的稳定同位素分析，发现它们都以C4植物为食，C4植物主要包括热带低纬度的草本植物，这表明亚洲象在几百万年前主要吃草。但生态学家发现，印度和东南亚本土亚洲象的食物来源非常广泛多样，存在很大的地域差异，说明它们在摄食上具有很高的灵活性。这一结果显然与几百万年前亚洲象化石的情况不符。

那么，亚洲象进化高峰期的食物结构是怎样的，有没有影响过它们的进化？

华南是亚洲象进化的中心地区。近年来，取得了重要的研究成果。中国科学院古脊椎动物研究所金昌柱、王元等研究人员带领的团队在广西崇左发现了八仙洞古人类遗址，遗址中出土了丰富的亚洲象化石。

研究人员分析了亚洲象及相关伴生哺乳动物的稳定同位素，如野猪、华南巨貘、鹿科、爪哇犀牛等。，并发现亚洲象的同位素数据分布广泛，这说明与其他动物相比，它们的食物来源非常多样，包括从茂密的森林和草丛中摄取的树叶等食物资源。

图3八仙洞遗址亚洲象区系稳定同位素分析数据散点图

所以，总的来说，亚洲象的食物摄入是非常灵活的，这种灵活性是如何体现在个体身上的呢？为了高精度地重建亚洲象个体在晚更新世的生活史，研究人员对亚洲象进行了首次稳定同位素分析，发现亚洲象个体的碳氧同位素结果在几年内保持了相对稳定的水平。这一结果表明，在环境相对稳定的地区，亚洲象仍然有多样化的食物选择，亚洲象所属的不同象群可能对它们的食物和栖息地选择有很大影响。

巴仙洞遗址亚洲象的稳定同位素分析发表在《第四纪国际》和《古脊椎动物学报》上，全方位展示了亚洲象在进化高峰期的灵活摄食行为。这种对环境的强大适应能力很可能帮助它们生存到今天。直到现在，亚洲象仍然保持着这种灵活而广泛的食性特征。

吃完就赢——亚洲象和剑齿象PK

第四纪，亚洲象与东方剑齿象相伴，长期广泛共存。然而，剑齿象最终灭绝了，而亚洲象却存活至今。这两种大长鼻子动物在食物选择上有什么不同？这是否影响了它们最终的进化命运？

古生物学家对此问题早有推测，但缺乏相关材料和技术支持。幸运的是，近年来，在距离八仙洞非常近的瞿子洞，由古脊椎动物研究所的金昌柱、王元等研究人员带领的团队，发现了极其丰富的亚洲象和剑齿象共存的化石材料，为研究两者的取食行为提供了极其珍贵的材料。

研究发现，亚洲象稳定同位素数据的分布特征与八仙洞一致，再次证明了亚洲象食物来源广泛、食性灵活。相反，剑齿象的数据清楚地代表了它们栖息在封闭森林中并以植物叶子为食的特征。

图4瞿子东遗址亚洲象区系稳定同位素分析数据散点图

在此基础上，研究人员进一步探索了这两种长鼻子动物在进化过程中的摄食行为，发现它们之间的摄食差异长期存在。总的来说，亚洲象的取食行为在中晚更新世由放牧转变为混食，而剑齿象总是偏爱以树叶为食。亚洲象以其对环境的适应性和广谱的食物来源，很可能使它们走出非洲，在亚洲成功进化。

但是同时起源的非洲象并没有表现出这么强的适应性，所以可能到目前为止都局限在非洲。更新世末至全新世，由于气候环境的变化和人类活动的加剧，许多地区的大型哺乳动物相继灭绝，剑齿象也不例外。然而，亚洲象至今能成功生存，与它们灵活的生存策略密切相关，体现了“先吃后赢”的生存原则。

图5亚洲象和剑齿象摄食行为的差异

探索古代环境——大象摄食研究的深层意义

除了化石大象的摄食行为，相关研究还可以提供极其重要的古环境信息。通过对比近年来东南亚多个地点的研究结果，我们发现中国南方整个更新世以森林环境为主，几乎没有热带C4草本植物的信号。除中国南方外，C4草本植物广泛分布于泰国、老挝和柬埔寨，这意味着这些地区有开阔的草原环境。

第四纪的特点是气候波动剧烈，冰川和间冰期旋回。在这种气候背景下，中国南方哺乳动物化石的稳定同位素数据揭示了一个以纯C3植被为主的长期稳定的生态环境。中国拥有世界上最丰富多样的地貌，中南地区分布着广阔的山地，尤其是云贵高原和青藏高原东缘的横断山脉。

这些山区生态多样性程度较高，为气候环境波动频繁的第四纪植被提供了相对温暖湿润的生态环境，从而为大量鸟类、哺乳动物、爬行动物和昆虫提供了适宜的栖息地，发挥着“生态避难所”的重要作用。

这种稳定的生态环境对我国生态多样性的保护起到了关键作用，也是大熊猫等其他珍稀动植物资源留在我国的重要原因。瞿在东遗址亚洲象和剑齿象的摄食行为发表在《第四纪科学评论》上。

图6东南亚陆地哺乳动物区系稳定同位素分析位点分布

大象食物进化的历史告诉我们，获取食物的策略与它们的进化命运密切相关。