地球与环境 2022-01-23 08:24

woman with sloth skeleton

茱莉亚·特哈达正在采集北美地懒的样本。(版权:茱莉亚Tejada)

一项由夏威夷大学(ʻi at Mānoa)的科学家共同撰写的研究表明,mylodon——一种生活在南美洲直到大约一万到一万年前的地懒——并不像它所有现存的亲戚一样是严格的素食者。基于对保存在树懒毛发中的氨基酸的化学分析,研究人员发现了证据,表明这种已灭绝的巨型树懒是一种杂食动物,有时除了吃植物外,还吃肉类或其他动物蛋白。

这项研究由美国自然历史博物馆的研究人员领导,发表在《科学报告》上。这项研究推翻了之前对这种动物的假设,并提供了一种古代树懒物种杂食性的第一个直接证据。

尽管这六种现存的树懒物种都是生活在中南美洲热带森林的相对较小的以植物为食的树懒物种,但数以百计的树懒化石物种,其中一些有大象那么大,在从阿拉斯加到南美洲南端的古老景观中漫步。达尔文米洛登,也被称为“达尔文地懒”,据认为体重在2200到4400磅之间,体长近10英尺。

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侦察 巨型地懒以尸体为食。(艺术家:乔治·布兰科)

根据牙齿特征、下巴生物力学、保存下来的一些最近的化石物种的粪便,以及所有活着的树懒都只吃植物的事实,Mylodon和它已经灭绝的亲戚很长时间以来都被认为是食草动物。但这些因素不能直接揭示动物是否摄入了需要很少或不需要准备的食物,并被完全消化,就像在尸体清除或其他种类的肉食中发生的那样。

同位素揭开过去的面纱

为了更全面地了解这一情况,这项新研究使用了休斯敦大学Mānoa海洋与地球科学与技术学院(SOEST)地球科学系生物地球化学稳定同位素设施的一项创新技术。实验室主任布莱恩·波普和实验室经理娜塔莉·沃尔斯格罗夫领导了对锁定在动物身体部位特定氨基酸中的氮同位素的评估工作。

稳定的氮同位素在动物食用的食物中以不同比例被发现,也被保存在它们的身体组织中——包括毛发和其他角化组织,如指甲,以及在牙齿或骨骼中发现的胶原蛋白中。首先分析现代食草动物和杂食动物的氨基酸氮值,以确定食用植物和动物混合食物的明确信号,然后可以测量化石,以确定他们食用的食物。

Popp说:“这为科学家——包括生物学家和海洋学家——提供了一个了解动物饮食的独特窗口,无论它们生活在陆地上还是海洋中。”“这些分析让我们能够确定一种动物是食草动物、杂食动物、食肉动物还是专门的海洋动物消费者。”

研究人员使用了7种现存和已灭绝的树懒和食食性动物(它们与树懒关系密切),以及各种现代杂食动物的样本,这些样本来自博物馆的哺乳动物和古生物学系以及耶鲁大学皮博迪博物馆的科学收藏品。

“与这些样本一起工作是令人兴奋的,因为在这项研究之前,我们的实验室从未分析过任何种类的树懒组织,”Wallsgrove说。

这项工作是休斯敦大学Mānoa卓越研究目标的一个例子:推进研究和创造性工作企业(PDF),在2015-25战略计划(PDF)确定的四个目标之一,于2020年12月更新。