原文作者：Ariana Remmel
一项对17000多年前冰河时期真猛犸象牙的化学分析，揭示了一只公象在其一生中惊人的长途旅行。
研究人员使用保存在象牙中的化学“GPS 标签”重建了一只真猛犸象 (Mammuthus primigenius)的地理运动。研究结果表明，这只猛犸象在现今的阿拉斯加范围内旅行距离如此迢远，几乎绕了地球两圈——这一发现为该物种灭绝的原因提供了令人深思的线索。
尽管研究人员对猛犸象饮食、遗传和生态已经有了丰富的了解，但对动物个体生活史缺乏深入研究。
“我们不能像现代生态学家那样回去观察这些对象，但我们可以用化学作为绝佳指针，”东田纳西州立大学的古生物学家Chris Widga说。地球上的每个角落都有基于当地地质差异而形成的独特化学特征。基岩和水体中各种各样同位素的比例——诸如锶和氧——会形成针对该地区的独特“化学画像”，甚至在数千年中保持一致，并被吸纳到当地的土壤和植物中。当猛犸象在北极平原上吃草时，这些同位素特征被整合到它们不断生长的象牙中，记录下了这些动物几乎每一天的行踪。
在上一个冰河时期，猛犸象（图）在北极圈内漫游。图片来源：Orla/Getty
直到现在，还没有人在完整象牙长度上分析过这些反映猛犸象完整生命周期的化学 GPS 标签。“这是迄今为止同类研究中规模最大、最全面的研究，”阿拉斯加大学费尔班克斯分校的古生态学家Matthew Wooller说，他与渥太华大学的地质学家Clement Bataille及同事共同领导了这项研究。
他们的研究结果发表于8月12日的《科学》（Science）[1]上，让我们得以一瞥冰河时期一只猛犸象的生死之旅。
先前对全长1.7米的象牙的分析表明，该象牙属于一头雄性猛犸象，大约死于17100年前。当时它至少已经有28岁了。研究人员们将象牙从中间劈开，暴露出了其内部的生长层，看起来像一叠弯曲的冰淇淋锥筒。这一堆的底层“是猛犸象死亡的那一天，尖端是它出生的那一天，” Wooller 说， “两者之间的部分便是猛犸象的一生。”
研究人员使用激光，在猛犸象牙全长范围内的锥尖约340000个点上对其化学成分进行采样。随后，他们将每个数据点的同位素分布与阿拉斯加和加拿大西北部的地质图进行了比较，并从发现其遗骸的地方回溯，使用计算机算法绘制出该猛犸象最有可能走过的路线。
“这些样本如同一部完整的连续剧，忠实记载了这头猛犸象从出生直到死亡那天。”Wooller说。
劈开的猛犸象牙横截面被染成了蓝色以标示生长线。
研究人员分析了这些层的化学成分以追踪猛犸象的运动。图片来源：J. R. Ancheta，阿拉斯加大学费尔班克斯分校
这头公象早年大部分时间都在育空河（Yukon River）流域和更广阔的阿拉斯加内陆度过，在那里，它在较小的领地区块之间进行着重复的长途旅行。该迁徙行为与现代象群的迁徙行为相似，意味着年轻的猛犸象是在随着象群迁徙。
在大约16岁时，象牙中的同位素模式变得更多样了。与幼年时期相比，它可能以不太规律的模式游荡了更远的距离。这可能表明它离开了象群并开始自由迁移，如同现存象群中的成熟雄性那样。大约有十年时间，它在活动范围里广泛游走，有时也会探访其他发现过猛犸象遗骸的地区。
在生命的最后一年半里，它的栖息地缩小到了北极圈内阿拉斯加北部海岸附近的一个区域。Wooller说，在象牙底部所记录的独特同位素模式展现出“哺乳动物饥饿的明显标志”，这可能也是导致其死亡的最终原因。
英国阿伯丁大学考古学家Kate Britton说：“这项研究特别激动人心，部分是因为它相当于为单个个体谱写了一部‘同位素传记’。……我们正在深入了解一只17000多年前在阿拉斯加游荡的猛犸象的行为，锶同位素让我们追上了它的步伐。”
科学家们仍然不知道导致猛犸象种群灭绝的确切原因，但许多科学家同意气候变化可能起到了一定的作用。
猛犸象的灭绝恰逢地球变暖，它们所生存的北极大部分地区开始变得更为温暖潮湿、林地茂密。Wooller说，如果猛犸象都像这头公象一样广泛迁徙，那就能解释栖息地丧失为何能对它们造成如此巨大的负面影响。
Britton同时也告诫，不要将仅仅一头公象的活动归结到整个猛犸象物种的行为。但对于象牙中同位素画像对灭绝生物完整生命周期所能提供的见解，她仍感到兴奋不已，并希望该技术能够得到更为广泛的应用。
Wooller和他的同事想要分析其他猛犸象牙，以编绘出更齐全的猛犸象群生活史合集。但这将意味着需要分割及部分损毁更多珍贵的博物馆标本。
Christine Garcia是旧金山加利福尼亚科学院地质学馆藏经理，她对这个想法很感兴趣，同时也持谨慎态度。她说，尽管破坏性的采样技术必须谨慎使用，但这项研究“说明了许多此类藏品的潜在价值以及可以如何使用”。现在，她想知道，由她所照护的猛犸象象牙和其他标本的同位素背后，还隐藏着哪些史前生物的生活故事。
参考文献：
原文以Mammoth’s epic travels preserved in tusk为标题发表在2021年8月12日的《自然》的新闻版块上
© nature
doi: 10.1038/d41586-021-02206-1
发表于 2021-9-28 01:06
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