在古代骨膠原蛋白中發現5萬年前北美大型哺乳動物神秘消失的線索
時間：2025-12-07 03:00:07 來源：桑間濮上網 作者：探索 閱讀：885次
USNM 23792，長毛象，原蛋史密森學會古生物學系。白中來源：uux.cn/Gary Mulcahey。發現
（神秘的年物神地球uux.cn）據Frontiers：50000年前，北美被巨型動物統治。前北伐木的美大秘消長毛象在苔原上游蕩，而森林里則是型哺線索高聳的乳齒象、兇猛的乳動劍齒虎和巨大的狼的家園。野牛和高大的古代骨膠駱駝成群結隊地在整個大陸上遷徙，而巨大的原蛋海貍則在湖泊和池塘中活動。在落基山脈以東的白中許多地區都發現了重達1000公斤的巨大地懶。
然后，發現在最后一個冰河時代結束的年物神某個時候，北美的前北大多數巨型動物都消失了。如何以及為什么仍然存在激烈的爭論。一些研究人員認為，人類的到來至關重要。也許這些動物被獵殺，也許人類只是改變了它們的棲息地或爭奪重要的食物來源。
但其他研究人員認為，氣候變化是罪魁禍首，因為地球在經歷了數千年的冰川溫度后融化，環境的變化速度快于巨型動物的適應速度。這兩個學派之間的分歧一直很激烈，爭論也很激烈。
盡管經過幾十年的研究，這個冰河時期的謎團仍未解開。在這一點上，研究人員根本沒有足夠的證據來排除一種或另一種情況——或者實際上已經提出的其他解釋（例如疾病、彗星撞擊事件、多種因素的組合）。其中一個原因是，他們追蹤巨型動物存在的許多骨骼都是碎片化的，很難識別。
雖然一些地方保存得很好，但其他地方的條件對動物骨骼很苛刻，將它們磨損成更小的碎片，這些碎片經過了太多的改變，無法識別。這些衰變過程包括暴露、磨損、破碎和生物分子衰變。
這些問題使我們缺乏關于特定巨型動物物種分布在哪里、確切何時消失以及它們如何應對更新世晚期人類的到來或環境的氣候變化的關鍵信息。
將現代技術應用于老年骨骼
發表在《哺乳動物科學前沿》上的一項新工作旨在解決這一信息不足問題。為了做到這一點，他們將注意力轉向了華盛頓特區史密森尼國家自然歷史博物館的特殊藏品。該博物館收藏了過去一百年來進行的大量考古發掘的發現，是一個非凡的動物骨骼庫，與北美巨型動物是如何滅絕的問題密切相關。
用于ZooMS分析的樣品板的制備。使用移液管沉積的微小液滴中含有少量磨碎的膠原蛋白，這些膠原蛋白將在質譜儀上進行分析。來源：uux.cn/Samantha Brown
然而，其中許多遺骸嚴重分散且無法辨認，這意味著至少到目前為止，它們揭示這一問題的能力是有限的。
幸運的是，近年來考古勘探的新生物分子方法得到了發展。考古學家不再前往挖掘新的遺址，而是越來越多地將注意力轉向科學實驗室，使用新技術來探測現有材料。
一種這樣的新技術被稱為ZooMS——質譜法動物考古學的縮寫。該方法依賴于這樣一個事實，即盡管動物死亡后，其大多數蛋白質會迅速降解，但一些蛋白質，如骨膠原蛋白，可以長期保存。由于膠原蛋白在不同的動物分類群甚至單個物種之間經常以微小而微妙的方式存在差異，膠原蛋白序列可以提供一種分子條形碼，幫助識別無法識別的骨片段。
因此，從微量骨骼中提取的膠原蛋白片段可以在質譜儀上分離和分析，以進行傳統動物考古學家無法進行的殘余骨骼鑒定。
選擇考古材料進行研究
研究人員決定使用這種方法重新訪問史密森尼博物館的存檔材料。他們的研究是一項試點研究，提出了一個關鍵問題：史密森尼博物館收藏的骨骼是否能保存足夠的膠原蛋白，讓我們更多地了解其儲藏室中的碎片骨骼材料？
答案并不明顯，因為許多挖掘工作發生在幾十年前。雖然這些材料在過去十年左右一直儲存在一個最先進的、氣候可控的設施中，但挖掘的早期意味著現代標準不一定適用于所有階段的處理、加工和儲存。
研究小組檢查了五個考古遺址的骨骼材料。這些遺址的年代均為更新世晚期/全新世早期（約13000至10000日歷年前）或更早，位于美國西部的科羅拉多州。最早的發掘于1934年，最近的發掘于1981年。
盡管這些遺址中的一些材料是可識別的，但其中大部分是高度碎片化的，沒有保留能夠對物種、屬甚至科進行動物考古鑒定的診斷特征。一些骨頭碎片看起來非常沒有希望——它們被漂白和風化，或者邊緣變圓，這表明它們在埋葬在現場之前是通過水或沉積物運輸的。
1961年在蘭姆泉的挖掘，顯示埃德·劉易斯（站在左邊）和沃爾多·韋德爾，以及兩名外勤人員。格倫·斯科特（Glenn Scott）出現在挖掘坑中，旁邊是一些裹著石膏夾克的猛犸骨骼，以供保存。來源：uux.cn美國地質勘探局公共領域圖片。
發現卓越的生物分子保存
他們的發現使他們大吃一驚。盡管許多藏品年代久遠，許多材料的外觀都不太理想，而且骨骼本身的起源也很古老，但它們還是取得了出色的ZooMS結果。事實上，80%的骨骼樣本產生了足夠的膠原蛋白用于ZooMS鑒定。73%能鑒定到屬水平。
他們使用ZooMS確定的分類群包括野牛、長毛象（長毛象屬）、駱駝科（駱駝科），可能還有長毛象（乳齒象屬）。在某些情況下，他們只能將標本分為廣泛的分類群，因為許多北美動物仍然缺乏ZooMS參考庫。這些數據庫在歐亞大陸相對發達，但在其他地區則不然，對于識別樣本在質譜儀上運行時產生的光譜至關重要。
他們的發現對博物館收藏具有重要意義。研究人員所研究的材料在各個方面都是自然歷史博物館中展出的迷人材料的窮親戚。
從表面上看，這些高度零碎、微小且不可知的動物骨骼缺乏靈感，也缺乏信息。但與其他生物分子工具一樣，ZooMS揭示了幾十年來既沒有引起研究人員也沒有引起游客注意的被忽視標本中保留的豐富信息。
研究結果還強調了這些藏品在解決正在進行的關于巨型動物滅絕的確切時間、地點和方式的辯論方面的潛力。通過開放分析構成大型動物記錄大部分的碎片骨骼材料，ZooMS有可能幫助提供豐富的新研究數據，以解決有關大型動物滅絕的長期問題。ZooMS提供了一種相對簡單、快速、廉價的方法來從很久以前挖掘的遺址中提取新信息。
他們的研究還強調了保護考古藏品的重要性。當研究人員和機構資金緊張時，那些不光彩或沒有明顯立竿見影的考古文物和骨骼可能會被忽視，甚至被丟棄。至關重要的是，向博物館提供足夠的資金，以長期照顧和安置考古遺跡。
正如他們的分析所示，這種古老的材料可以以意想不到的方式找到新的生命——在這種情況下，我們可以使用微小的骨骼碎片來幫助我們更接近于解開地球上一些有史以來最大的動物為什么會從古北美洲的景觀中消失的謎團。
(責任編輯：焦點)
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