猛犸象灭绝时间之谜

作者: Takeko

来源: https://www.uc.edu/news/articles/2022/11/uc-paleontologist-says-environmental-dna-paints-a-misleading-picture-of-mammoth-extinction.html

发布日期: 2022-12-04 20:35:39

古生物学家Joshua Miller与Carl Simpson在《自然》上发表文章,对2021年关于猛犸象灭绝时间线的研究提出质疑,认为环境DNA(eDNA)的复杂性使得确定猛犸象的实际灭绝时间变得困难。他们指出,北极地区的缓慢分解过程可能导致古老的DNA混入沉积物中,使得eDNA的年代测定变得复杂。此外,人类对猛犸象灭绝的影响也成为一个争议点,尽管有证据表明猛犸象可能在更晚的时间点仍然存在。

猛犸象是最受喜爱的古⽼动物之⼀。关于它们是在何时灭绝的问题,⼀直深深地困扰着古⽣物学家。尤其是当它们的消失时间似乎正好与⼈类抵达南北美洲的时间吻合时,更是为这个问题增添了⼀层神秘⾊彩。这不禁让⼈想要知道,在⼀万多年前的冰期,⼈类是否对这些硕⼤⽆⽐的野兽的灭绝起了关键作⽤。

近⽇,古⽣物学家Joshua Miller与Carl Simpson在《⾃然》上发表⽂章,驳斥了⼀篇于2021年同样发表于《⾃然》的有关猛犸象的最新时间线。在2021年的研究中,⼀组国际团队检验了猛犸象遗骸和1500多种北极植物的环境DNA(eDNA),并得出结论,猛犸象的“末⽇”⽐我们原先认为的要晚得多。

那项研究认为,猛犸象在中⻄伯利亚⼀直⽣活到了约3900年前,这⽐化⽯记录得出的结论甚⾄晚了数千年。并认为是更湿润的⽓候迅速将景观从冻原草原变成了森林湿地,导致⽆法再⽀持许多⼤型⻝草动物的⽣存,让猛犸象最终灭绝了。

但是,Miller与Simpson对这种结论提出了反对意⻅。他们表示,⽤于建⽴更新的时间线的eDNA,⽐学界先前认识的要复杂得多。因为不同年代的材料经常被混杂埋在⼀起,使得沉积物⾮常复杂,因此很难确定那些eDNA究竟有多古⽼。

研究⼈员有许多⼯具来测定沉积物和其中所含材料的年代。⽐如,研究⼈员可以对各种东⻄进⾏放射性碳定年,包括⻣骼、⽛⻮、⽊炭、树叶,等等。这是⼀种⾮常强⼤的测定⼿段,但并⾮所有东⻄都能被准确测定出来。⽐如,⽬前研究⼈员仍⽆法⽤这种⽅法来独⽴地测定在沉积物中发现的eDNA的年代。

DNA会⼀直从⽣物身上脱落下来。它们可能来⾃活体⽣物,或者排泄物。

但事实上,即使在动物死后很久,DNA仍在继续脱落,也就是来⾃⻣骼。在⼀些温暖的地⽅,这并不会给定年带来什么⼤问题。⻣骼或许最多在被分解的⼏⼗年中不断向环境中释放DNA。但是在北极和其他寒冷的地⽅,⼀些东⻄可能需要⼏千年的时间才能彻底分解。今天在北极的⼀些偏远地区,在地表发现2000年历史的驯⿅⿅⻆并不罕⻅。

换句话说,在这种分解过程相当缓慢的地⽅,死亡很⻓时间,甚⾄是灭绝很久的物种的遗传物质,仍然可以不断进⼊周围的沉积物中。

从近期的发现中,包括前不久在加拿⼤发现的猛犸象幼崽遗骸,科学家更加认识到,⼏万年前死亡的许多冰期动物,会在北极⼲燥寒冷的环境中变成“⽊乃伊”。他们还举例说明,南极洲附近的象海豹⽊乃伊化的遗体的历史可能超过5000年。这样⼀来,科学家其实就⽆法判断,保存在沉积物中的eDNA,究竟是来⾃活体,还是死后的动物脱落的。

Miller认为,想要确定古代eDNA标本的年代相当困难。⻉壳可以躺在海底数千年,当你在海滩上看到⻉壳时,有些可能是近期死亡的⻉类,⽽有些也可能是千年前就已死亡的。类似的例⼦在脊椎动物的记录中也时有发⽣。

在⻄伯利亚地区发现的最近的猛犸象化⽯,是⼤约于11000年前被埋⼊永久冻⼟中的。这⽐eDNA的分析结论早了⼏千年。对Miller⽽⾔,这种时间差异的确太可疑了。科学家寻找了这么久猛犸遗骸,却⼀直没能找到任何更年轻的骸⻣。然⽽,北极地区动物的缓慢分解,却恰好可以解释如此巨⼤的时间差。

原论⽂作者在同期期刊上也进⾏了回复。他们并不同意研究样本中猛犸象的eDNA可能部分来⾃寒冷、古⽼的⻛化⻣骼。

他们还指出,发现的最年轻的猛犸象eDNA显示出了较低的遗传多样性,这正是末期⾛向衰落的群体会发⽣的情况。eDNA研究先驱Hendrik Poinar在接受采访时表示,Miller与Simpson的反对意⻅的确是⼀个有待进⼀步检验和分析的有效观点,但他认为他们的分析并不⾜以对抗多种证明猛犸象在更晚时期仍然存在的证据。

⽐如,在原研究中,DNA证据还追踪到了那⼀时期的植物。这表明,由于冻原草原的栖息地的延续,环境条件允许猛犸象持续⽣存。对研究⼈员⽽⾔,问题的关键仍然在于,⼈类对猛犸象的全球衰退和灭绝是否产⽣了影响,⼜有怎样的影响。

众所周知,我们的祖先⽤⽕深刻地改变了地貌。他们的确还会猎杀猛犸象,并⽤它们的象⽛制成各种各样的物品。因此,想要知道猛犸象灭绝的原因,就需要知道猛犸象消失的准确的时间线。

许多地⽅都有⼈类的到来和灭绝之间的时间间隔相当短的情况。但随着更多研究的出现,⼀些观点也可能被颠覆。在如今美国附近的⼀些区域,更新的研究将⼈类到达的时间推后了,这就让⼈类到达和猛犸象及其他巨动物群的灭绝之间产⽣了更⼤的时间差距。这些⽆疑都给有关的灭绝机制的争论增加了复杂性。

猛犸象吸引着我们的⼀⼤原因之⼀是,它们曾与现代⼈共同⽣存过,它们与今天⽣活在我们身边的动物有着⼀种有趣的相似性。对许多⼈来说,猛犸象就是冰期巨动物群的典型代表。想象⼀下,数千年前,这些庞然⼤物地球上⾏⾛,我们的祖先就在这样的情况下⻓⼤。这是多么惊⼈⽽有趣的场景。只不过,我们如今彻底错过了它们。

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