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史无前例的研究:科学家重现了一头长毛猛犸象

古生物学家重现了一只雄性猛犸象的生活史,年前它穿越了阿拉斯加。

我们可能无法在现实生活中研究一只会走路、会呼吸的长毛象,但如果我们可以跟踪它的运动足迹,并了解它从出生到死亡的旅程,那会是什么样子呢?科学家们有史以来第一次做到了这一点。

本周,一个国际研究小组在“科学”杂志上发表了一篇论文,揭示了一头雄性猛犸象长达28年的运动史。这篇文章以令人兴奋的细节讲述了它在阿拉斯加北部漫游的地点,它似乎最喜欢的地点(随着时间的推移),以及它最终死亡的地方。这篇论文提供了对这种生活在大约1.7万年前的动物无与伦比的洞察力。

在这只长毛猛犸象生命的头两年里,它的活动仅限于阿拉斯加北部内陆的一个地区。在2到16岁之间,它成为一个少年时,开始在更大面积的土地上活动。 作者认为,如果猛犸象的社会结构与今天的大象相似,这可能反映了群体的运动。 然而,当它在16岁左右成熟时,它开始长途跋涉,在它的一生中,它会经常返回阿拉斯加的特定地区。

上图:在阿拉斯加费尔班克斯大学的阿拉斯加稳定同位素设施中,猛犸象的分裂象牙(前景)。研究人员正在背景中准备进行一段猛犸象象牙的同位素分析。

大家可能会想,有了这样的深入发现,这些科学家肯定获得了完整的猛犸象骨架,或者收集了大量化石材料帮助他们形成假设。 但事实上,它们只有碎片:两根完整的象牙、部分头骨和一些带有完整牙齿的下巴。

但那些零散的部分就足够了。 该团队使用各种科学分析来阐明这头古老野兽的旅行。古代 DNA 揭示了它的性别和进化分支,这个术语的意思是拥有共同祖先的有机体研究小组将一整根象牙从中间切开,以便取样和检查。为了更多地了解猛犸象的迁徙,他们使用了一种名为同位素分析的巧妙方法。

同位素就像化学足迹,它们存在于我们周围的一切之中。 能够读懂这些不同形式的化学足迹可以帮助我们更多地了解各种细节,例如,动物在哪里游荡。一些同位素会反映特定环境的地质;有些则反映了环境中的降水类型和季节。我们所有人(动物和植物)都会摄取它们并将它们融入我们的身体。 而科学家们,如果他们有合适的样本和工具,就可以“阅读”它们。 这是一门高度复杂的科学,但它在古生物学和考古学中越来越受欢迎,因为它可以揭示许多迷人的细节。

科学家们的大部分工作都围绕着其中一个象牙展开。 长鼻动物(猛犸象、乳齿象、大象及其近亲)是非常适合了解整个生活史的稀有动物之一。 这些历史记录都存储在它们的象牙中,从它们出生到死亡,每天的生长增量、饮食、季节甚至怀孕的信息都可以在这里读取。 因此,科学家选择象牙作为起点也就不足为奇了。 但令人惊奇的是,他们是如何做到这一点的呢?

上图:近距离观察分裂的猛犸象象牙,用蓝色染色显示生长线。图中还显示了象牙中部的一些取样点。

这项研究的共同负责人马修·伍勒 (Matthew Wooller) 是阿拉斯加费尔班克斯大学渔业与海洋科学学院和北方工程研究所的教授。他同时还是阿拉斯加稳定同位素设施的主任,该设施拥有对这项研究至关重要的高科技仪器(其全名:激光烧蚀多收集器电感耦合等离子体质谱仪)。

当然,光有技术是不够的。必须既了解如何设置设备,又知道如何使用它,这将影响最终的结果。合作研究者约翰娜·伊尔盖尔(Johanna Irrgeher)和托马斯·普罗哈斯卡(Thomas Prohaska)是同位素比率分析方面的专家,他们在最初的设置中帮助了伍勒和他的团队。这项工作正如伊尔盖尔所说的,获得精确的同位素比值测量“仍然是一门艺术”。

伊尔盖尔反思了通常使用这种技术进行的研究类型:鱼类的耳骨研究。 对比一下,鱼的耳骨与猛犸象的象牙有什么不同呢?马修·伍勒解释道:“我们采用了同样的高分辨率微技术,并将其应用于宏观的尺度(象牙)。”

上图:马修·伍勒坐在北方UA博物馆的猛犸象象牙中间。

托马斯·普罗哈斯卡则表示,他相信“要想成为一名优秀的科学家,你需要疯狂”,其实他说的是一种工作的方式:有勇气以不同的方式思考,尝试别人甚至认为不可能的事情。他描述了这只猛犸象獠牙的巨大尺寸:长达1.7米,

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