2021年10月13日 10:00
【科學快訊】
原文作者：ArianaRemmel
一項對17000多年前冰河時期真猛獁象牙的化學分析，揭示了一只公象在其一生中驚人的長途旅行。
研究人員使用保存在象牙中的化學「GPS 標簽」重建了一只真猛獁象 （Mammuthus primigenius）的地理運動。研究結果表明，這只猛獁象在現今的阿拉斯加範圍內旅行距離如此迢遠，幾乎繞了地球兩圈——這一發現為該物種滅絕的原因提供了令人深思的線索。
盡管研究人員對猛獁象飲食、遺傳和生態已經有了豐富的了解，但對動物個體生活史缺乏深入研究。
「我們不能像現代生態學家那樣回去觀察這些對象，但我們可以用化學作為絕佳指針，」東田納西州立大學的古生物學家Chris Widga說。地球上的每個角落都有基於當地地質差異而形成的獨特化學特征。基岩和水體中各種各樣同位素的比例——諸如鍶和氧——會形成針對該地區的獨特「化學畫像」，甚至在數千年中保持一致，並被吸納到當地的土壤和植物中。當猛獁象在北極平原上吃草時，這些同位素特征被整合到它們不斷生長的象牙中，記錄下了這些動物幾乎每一天的行蹤。
直到現在，還沒有人在完整象牙長度上分析過這些反映猛獁象完整生命周期的化學 GPS 標簽。「這是迄今為止同類研究中規模最大、最全面的研究，」阿拉斯加大學費爾班克斯分校的古生態學家Matthew Wooller說，他與渥太華大學的地質學家Clement Bataille及同事共同領導了這項研究。
他們的研究結果發表於8月12日的《科學》（Science）<1>上，讓我們得以一瞥冰河時期一只猛獁象的生死之旅。
猛獁象連續劇
先前對全長1.7米的象牙的分析表明，該象牙屬於一頭雄性猛獁象，大約死於17100年前。當時它至少已經有28歲了。研究人員們將象牙從中間劈開，暴露出了其內部的生長層，看起來像一疊彎曲的冰淇淋錐筒。這一堆的底層「是猛獁象死亡的那一天，尖端是它出生的那一天，」 Wooller 說， 「兩者之間的部分便是猛獁象的一生。」
研究人員使用激光，在猛獁象牙全長範圍內的錐尖約340000個點上對其化學成分進行采樣。隨後，他們將每個數據點的同位素分布與阿拉斯加和加拿大西北部的地質圖進行了比較，並從發現其遺骸的地方回溯，使用計算機算法繪制出該猛獁象最有可能走過的路線。
「這些樣本如同一部完整的連續劇，忠實記載了這頭猛獁象從出生直到死亡那天。」Wooller說。
這頭公象早年大部分時間都在育空河（Yukon River）流域和更廣闊的阿拉斯加內陸度過，在那裏，它在較小的領地區塊之間進行著重複的長途旅行。該遷徙行為與現代象群的遷徙行為相似，意味著年輕的猛獁象是在隨著象群遷徙。
在大約16歲時，象牙中的同位素模式變得更多樣了。與幼年時期相比，它可能以不太規律的模式遊蕩了更遠的距離。這可能表明它離開了象群並開始自由遷移，如同現存象群中的成熟雄性那樣。大約有十年時間，它在活動範圍裏廣泛遊走，有時也會探訪其他發現過猛獁象遺骸的地區。
在生命的最後一年半裏，它的棲息地縮小到了北極圈內阿拉斯加北部海岸附近的一個區域。Wooller說，在象牙底部所記錄的獨特同位素模式展現出「哺乳動物饑餓的明顯標志」，這可能也是導致其死亡的最終原因。
英國阿伯丁大學考古學家Kate Britton說：「這項研究特別激動人心，部分是因為它相當於為單個個體譜寫了一部‘同位素傳記’。……我們正在深入了解一只17000多年前在阿拉斯加遊蕩的猛獁象的行為，鍶同位素讓我們追上了它的步伐。」
劈開更多象牙？
科學家們仍然不知道導致猛獁象種群滅絕的確切原因，但許多科學家同意氣候變化可能起到了一定的作用。
猛獁象的滅絕恰逢地球變暖，它們所生存的北極大部分地區開始變得更為溫暖潮濕、林地茂密。Wooller說，如果猛獁象都像這頭公象一樣廣泛遷徙，那就能解釋棲息地喪失為何能對它們造成如此巨大的負面影響。
Britton同時也告誡，不要將僅僅一頭公象的活動歸結到整個猛獁象物種的行為。但對於象牙中同位素畫像對滅絕生物完整生命周期所能提供的見解，她仍感到興奮不已，並希望該技術能夠得到更為廣泛的應用。
Wooller和他的同事想要分析其他猛獁象牙，以編繪出更齊全的猛獁象群生活史合集。但這將意味著需要分割及部分損毀更多珍貴的博物館標本。
Christine Garcia是舊金山加利福尼亞科學院地質學館藏經理，她對這個想法很感興趣，同時也持謹慎態度。她說，盡管破壞性的采樣技術必須謹慎使用，但這項研究「說明了許多此類藏品的潛在價值以及可以如何使用」。現在，她想知道，由她所照護的猛獁象象牙和其他標本的同位素背後，還隱藏著哪些史前生物的生活故事。
參考文獻：
1。Wooller， M。
J。
et al。
Science https：//doi.org/10.1126/science.abg1134 （2021）。
原文以Mammoth’s epic travels preserved in tusk為標題發表在2021年8月12日的《自然》的新聞版塊上
© nature
doi： 10.1038/d41586-021-02206-1
