地球与环境 2022-01-22 10:55

长毛猛犸象在地球上游荡了500万年,直到近4000年前彻底消失——科学家终于证明了其中的原因。

今天的大象的毛表亲早期人类生活在一起,是一个普通的主食——他们的骨骼被用来建造庇护所,鱼叉被从他们的巨大的象牙雕刻,艺术品是在洞穴墙壁上涂上,和30000年前,已知最古老乐器,笛子,猛犸骨头做的。

现在,关于猛犸象为什么会灭绝这个备受争议的问题已经得到了答案——遗传学家分析了古代环境的DNA,并证明这是因为当冰山融化时,气候变得过于潮湿,这种巨型动物无法生存,因为它们的食物来源——植被——几乎被彻底摧毁了。

这项为期10年的研究项目发表在今天(2021年10月20日)的《自然》杂志上,由剑桥大学圣约翰学院研究员、哥本哈根大学Lundbeck基金会地质遗传学中心主任Eske Willerslev教授领导。

该团队使用DNA霰枪测序来分析环境中植物和动物的遗骸——包括尿液、粪便和皮肤细胞——这些样本来自于20年来在北极发现猛犸象遗骸的地点精心收集的土壤样本。这项先进的新技术意味着科学家不再需要依靠骨骼或牙齿的DNA样本来收集足够的遗传物质来重建古代DNA的轮廓。在大流行期间,同样的技术被用于检测人类的污水,以发现、跟踪和分析Covid-19。

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。

随着气候变暖,树木和湿地植物取代了猛犸象的草原栖息地。我们应该记住,周围有很多动物,它们比巨大的猛犸象更容易捕猎——它们可以长到一辆双层巴士那么高!”

长毛象及其祖先在地球上生活了500万年,这些巨大的动物进化并经受了几个冰河时代的考验。在这一时期,猛犸象群、驯鹿群和长毛犀牛群在寒冷和多雪的环境中茁壮成长。

尽管寒冷,大量的植被生长,让各种种类的动物生活,草,花,植物,和小灌木都已经吃的素食猛犸可能他们的象牙铲雪放在一边,可能会用它们的鼻子拔出艰难的草。它们之所以这么大,是因为它们需要巨大的胃来消化草。

猛犸象一生中行走的距离相当于绕地球两圈,化石记录显示,它们生活在除澳大利亚和南美以外的所有大陆上。数量是已知最初幸存下来的最后一个冰河时代结束小口袋西伯利亚和阿拉斯加海岸,弗兰格尔岛和圣保罗岛上,但研究发现他们实际上住长在其他地方,猛犸象在岛屿的品种密切相关尽管地理上分开。作为项目的一部分,该团队还首次对1500种北极植物的DNA进行了测序,从而得出了这些具有全球意义的结论。

宇宸王博士论文的第一作者和研究助理的动物学、剑桥大学表示:“最近的冰河时代-称为更新世结束12000年前,冰川开始融化,成群的猛犸象的漫游范围减少。当时人们认为猛犸象开始灭绝,但我们也发现,它们实际上在冰河时代之后的北极不同地区存活了下来,进入了全新世——我们现在生活的时代——比科学家们意识到的要长得多。

“我们放大了环境DNA的复杂细节,绘制出了这些哺乳动物的种群分布,并展示了它们是如何变得越来越小,它们的基因多样性也越来越小,这使得它们更难生存。”

“当气候变得潮湿,冰开始融化,它导致了湖泊、河流和沼泽的形成。生态系统发生了变化,植被的生物量减少,无法维持猛犸象群的生存。我们已经证明,气候变化,特别是降水,直接推动了植被的变化,而根据我们的模型,人类对它们没有任何影响。”

人类和猛犸象一起生活了至少2000年,甚至在金字塔建造的时候就已经有了。它们的消失是最后一个自然发生的大灭绝故事。我们对巨兽的迷恋一直持续到今天,长毛猛犸象“曼尼”在五部冰河世纪动画片中扮演主角,科学家们希望能让它们起死回生。

威勒斯列夫教授说:“这是一个鲜明的历史教训,表明气候变化是多么不可预测——一旦失去了什么,就再也回不去了。”降水是长毛象灭绝的原因,通过植物的变化。这种变化发生得如此之快,以至于它们无法适应和进化来生存。

“这表明,在天气急剧变化的影响方面,没有什么是可以保证的。早期的人类会看到世界发生了翻天覆地的变化——这种变化很容易再次发生,我们甚至不能想当然地认为我们会亲眼目睹这一切。我们唯一能确定预测的是,变化将是巨大的。”