地球与环境 2022-01-18 07:24

长毛猛犸象在地球上游荡了数百万年,直到4000年前才永久消失。今天大象的多毛表亲与早期人类生活在一起,并在他们的生活中占有重要地位:除了作为食物外,它们的骨骼还被用来建造庇护所,用它们巨大的象牙雕刻出鱼叉,洞穴的墙壁上绘有以它们为特色的艺术品,而3万年前,已知的最古老的乐器——长笛,就是用猛犸的骨头制成的。

三头长毛象在雪山上跋涉。在他们身后,白雪覆盖的山峰耸立在深绿色的冷杉林之上。信贷:丹尼尔Eskridge

这项为期10年的研究项目发表在《自然》杂志上(2021年10月20日),由剑桥大学和哥本哈根大学的Eske Willerslev教授领导。该研究小组包括来自南安普顿大学的玛丽·爱德华兹教授,她是研究北方植被覆盖变化的专家。

该团队使用了一种名为DNA霰枪测序的新技术来分析环境中的植物和动物遗骸,包括尿液、粪便和皮肤细胞。这些样本来自于20年来在北极地区与猛犸象遗骸有关的地点精心收集的土壤样本。(这一技术在大流行期间被用于检测人类的污水,以检测、跟踪和分析Covid-19。)先进的技术意味着科学家不再需要依靠罕见的骨骼或牙齿来收集足够的基因材料来重建古代DNA的轮廓。通过这种技术,植物和其他生物的DNA也可以被提取出来,从而使形成它们食物的动物和植物可以一起被分析。

这篇论文的第一作者、剑桥大学动物学系副研究员王玉成博士,负责“猛犸象”任务,分析项目产生的大量基因数据,并评估研究猛犸象灭绝可能原因的模型——包括气候变化和人类影响。

长毛猛犸象和它们的亲戚,以及其他动物,如野牛、马、驯鹿和长毛犀牛,一起经历了多个冰河世纪。尽管寒冷,开放的,长满草的植物广泛生长在北方提供了营养丰富的食物供应。但随着上一个冰河时代的结束,这种情况发生了急剧而迅速的变化,巨大的冰盖融化了,气候变得越来越温暖和潮湿。景观发生了变化,支撑这些食草巨人的营养食物消失了,取而代之的是更难吃的树木和灌木。这些模式在横跨北极地区的数据集中清晰可见,它们有力地支持了这样一种观点,即最终导致猛犸象灭绝的是气候,而不是人类。

南安普顿大学自然地理学教授玛丽·爱德华兹说:“这项工作代表了该团队在获取、分类和理解古代DNA数据集方面付出的巨大努力,Yucheng团队尤其如此。除了使用尖端的猎枪DNA方法外,这项工作还召集了人类历史、植物生活和北方景观变化方面的专家来分析和解释数据。

“虽然我可能认为这个案子还没有结束,但这个数据集强烈支持一个观点,即迅速的气候变化和相关的植被变化是猛犸象灭绝的主要元凶。”

威勒斯列夫教授说:“关于猛犸象为什么灭绝,科学家们争论了100年。人类一直被指责,因为动物在没有气候变化的情况下生存了数百万年,但当它们与人类生活在一起时,它们存活的时间并不长,我们被指责猎杀它们致死。

“我们终于能够证明是它不仅仅是气候变化的问题,但是它的速度是最后一击——他们无法足够迅速地适应当景观改造和他们的食物变得匮乏”。