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藏在象牙里的秘密:1.7万年前一只猛犸象行走8万公里,绕地球两圈

2022-06-22 22:07:10


为了追溯一只成年猛犸象的一生,科学家进行了一件前所未有的研究:科学家花费整整一年的时间切开一根来自于阿拉斯加冻土中,长达2.40米的猛犸象牙化石。


大约在距今180万年至1万年前,猛犸象广泛生活在寒冷的欧亚大陆和美洲大陆的北部。

在许多洞穴壁画中,人类的祖先大量地描绘了这些冰河时代的庞然大物,因为在寒冷的冰河世纪,它们是古人类重要的食物来源。

在距今约1万年前,随着人类的崛起和气候的变暖,猛犸象陆续灭绝。

虽然许多猛犸象化石从永久冻土中被发现,人们对于这些动物的形态和生理有所料了解,科学家们也能够获取和分析一些猛犸象标本的DNA。但是由于猛犸象已经灭绝,科学家对它们的体型大小、生活方式或迁徙范围知之甚少,猛犸象仍然保持一些秘密。

象牙里的秘密

在地球上,每个地方都有独特的化学、气候、地质特征。因此,在地球上每个地方的土壤和水中各种元素的同位素比例形成了一个独特的特征,这种特征数千万年保持一致,并融入土壤和植物中。

因此,当猛犸象在地球上游荡时,猛犸象会吸收特定地点的食物和同位素特征,这些同位素特征便被整合到它们不断生长的象牙中。只要进食,象牙几乎每天都能记录这些动物的行踪,象牙中局部同位素比例的增量记录可以揭示它们在一生不同阶段进食的地点。

也就是说,从它们出生的那天起,它们就自带一本刻在象牙里的日记本,几米长的象牙可以记录猛犸象一生的各种信息。

为了追溯一只成年猛犸象的一生,科学家进行了一件前所未有的研究:科学家花费整整一年的时间切开一根来自于阿拉斯加冻土中,长达2.40米的猛犸象牙化石。

DNA分析显示,这是象牙属于一只雄性猛犸象,它生活在大约1.7万年前,死亡时年龄大约28岁。

研究中,科学家将切开的象牙用激光扫描之后,用高分辨率的同位素分离和分析方法获取了大约34万个同位素测量数据,这使得科学家可以到追踪到猛犸象每隔一周的活动数据。同时,象牙中氧和氮的同位素可以提供关于气候条件和猛犸象身体状况的信息。

为了确切地知道猛犸象的迁徙路径,研究人员将每个数据点的同位素数据与阿拉斯加和加拿大西北部的还有同位素的地质图进行比较,确定猛犸象的迁徙路线。

最后,科学家们绘制出这只猛犸象28年间最可能的迁徙路线,包含1133个数据点,每40个点代表猛犸象大约一年的迁徙路线。

猛犸象的一生

同位素数据显示,这只猛犸象出生在阿拉斯加中部的育空河下游流域的洼地。

在幼年时期,它随着族群迁徙到阿拉斯加内陆的平原上,在那里它追随族群,度过自己的童年时期,生活到15岁左右。小象的族群类似于现在的大象族群,可能由几个成年雌性与它们的后代组成。

16岁时,猛犸象刚刚成年,它可以独立生活。

为了远方,于是它像许多年轻的雄象一样,离开了族群,独自开始流浪,因此象牙里的同位素值波动异常。

在其生命的最后两年,这种情况发生变化。根据同位素数据,猛犸象留在高海拔的阿拉斯加的布鲁克斯山脉以北的一小块区域,最后在一个严酷的冬末或早春的某一天死于饥饿(此时,象牙中氮同位素15N的显著增加,碳-13值的相应减少)。

从出生到死亡,它的生命长达28年,相对于某些猛犸象长达60岁的寿命,它绝对是英年早逝。但是在它的生命中,它行走了80500公里,如果走直线,它会环游世界近两次。

总结

一只猛犸象的行为虽然不能代表整个物种的行为,但是从象牙中窥探到已灭绝生物整个一生,这种研究就像破案,足以让人感到兴奋,科学家希望这项技术能得到更广泛的应用,从而获取更详细,更全面的灭绝生物的族群迁徙活动轨迹。

到底是什么原因导致猛犸象灭绝?

直到今天科学家们仍然不知道,但许多人认为是气候变化的变化。因为它们的灭绝恰逢地球变暖,猛犸象适合寒冷的气候环境,而冰川时代的结束让它们的栖息地变得越来越热,导致它们退出地球生命的舞台。

如今,全球气候正在变暖,生活在北极的巨型动物实际上正面临非常重大的气候变化难题,研究已灭绝生物的往事,可以人类预见未来,知古鉴今!

参考文献:

1.Wooller, M. J. et al. Science https://doi.org/10.1126/science.abg1134 (2021).

2.https://www.nature.com/articles/d41586-021-02206-1