对于巨型哺乳动物的印象，相信很多人是从一只“为橡果而战”的松鼠 Scrat 敲开的《冰河世纪》开始的，它讲述了三只会说话的原始哺乳动物将人类婴儿带回人类部落的奇遇。剧中我们跟随机智的猛犸象 Manfred 和狡猾的剑齿虎 Diego，穿越了那个被冰川覆盖的史前世界。他们的友谊与冒险，以及彼此间的趣味互动，不仅俘获了观众的心，也让我们一窥在冰河时代末期统治北美大陆的巨型动物们的生活。而《冰河世纪》虽然以动画的形式搭载了幽默与温情，却也不禁让我们思考：这些巨大生物最终的命运究竟如何？

然而，真实的史前北美，远比电影中展现的更加雄壮和神秘。五万年前，北美大陆上漫步着比 Manfred 体型更大的猛犸象，还有比 Diego 更凶猛的剑齿虎，以及各种我们现在难以想象的巨兽。这些猛禽巨兽又是如何神秘消失的呢？如今科学家利用 ZooMS 技术分析古代骨骼碎片，试图解开这个谜团。

马克斯-普朗克古人类学研究所分子考古学家 Mariya Antonosyan 博士以及同一研究所的考古学家 Nicole Boivin 教授、史密森尼国家自然历史博物馆馆长 Torben Rick 博士共同撰写并发表在 Frontiers in Mammal Science（新晋期刊）上的一篇最新文章中，他们使用新方法对史密森尼国家自然历史博物馆收藏的骨骼化石碎片进行了鉴定。他们的研究成果有助于科学家更好地了解大型哺乳动物灭绝的原因及其后果。

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmamm.2024.1399358/full?utm_source=kexuewang&utm_medium=cpm&utm_content=other6&utm_campaign=webpromochn    

谜团难点重重

50,000 年前，北美大陆上，体型庞大的动物群占据统治地位：猛犸象在冻土苔原上漫步；高耸的乳齿象、凶猛的剑齿虎和体型巨大的狼群栖息在森林中；成群的野牛和高大的骆驼穿越大陆；巨大的河狸在湖泊和池塘中繁衍生息；体重超过1000公斤的巨型地懒则遍布落基山脉以东的广大地区。

然而，随着上一个冰河时代的结束，北美的大部分巨型动物突然消失。关于这些巨型动物如何以及为何消失的问题，至今仍是科学界激烈争论的话题。

一些研究者认为，人类的到来是导致巨型动物灭绝的关键因素，可能是因为人类猎杀了这些动物，或是改变了它们的栖息地，或与其竞争重要的食物来源。而另一些研究者则认为，气候变化才是罪魁祸首，因为地球在经历了数千年的冰川期后开始变暖，环境变化的速度超过了巨型动物的适应能力。

这两种观点之间的争论异常激烈，相关的讨论也一直存在争议。

尽管已经进行了数十年的研究，这个冰河时代的谜团仍然没有解开。目前，我们还没有足够的证据来排除任何一种可能性，甚至包括疾病、彗星撞击事件、多重因素等其他解释。研究难以取得突破的原因之一是，用于追踪这些巨型动物的许多骨骼都已碎片化，难以识别。虽然有些遗址很好地保存了巨型动物的遗骸，但在其他一些遗址中，动物的骨骼经历了风化、磨损、破碎以及生物分子的衰变，导致骨骼变得难以识别。

由于缺乏可供研究的完整骨骼，我们难以确定特定巨型动物物种的分布范围、它们灭绝的确切时间，以及它们对人类到来或晚更新世环境气候变化的反应。

现代科技助力研究古代骨骼

为了解决这一信息缺失的问题，我们把目光转向了位于华盛顿特区的史密森尼国家自然历史博物馆及其非凡的收藏。该博物馆收藏了过去一百年中众多考古发掘的成果，是研究北美巨型动物灭绝问题的宝贵资源库。然而，由于年代久远，很多遗骸已经严重碎片化，无法识别，这限制了它们在解答这一问题上的潜力。

幸运的是，近年来出现了一些新的生物分子考古学探索方法。考古学家们不再仅仅依靠挖掘新的遗址，而是越来越多地将注意力转向实验室，利用新技术对现有材料进行研究。其中一项名为 ZooMS（动物考古质谱法）的新技术，为解决这一问题带来了希望。

ZooMS 技术基于这样一个事实：虽然大多数蛋白质在动物死后会迅速降解，但像骨胶原这样的一些蛋白质可以长时间保存。由于不同动物类群之间，甚至不同物种之间的胶原蛋白序列往往存在细微的差异，因此可以利用这些差异构建分子条形码，识别传统考古学无法识别的骨骼碎片。通过质谱仪对从微量骨骼中提取的胶原蛋白片段进行分离和分析，就可以对传统动物考古学家无法识别的残骸进行物种鉴定。

供研究的考古材料并不乐观

我们决定利用这种方法对史密森尼博物馆的馆藏材料进行重新研究。我们的试点研究提出了一个关键问题：史密森尼博物馆收藏的骨骼是否保留了足够的胶原蛋白，以帮助我们了解更多关于其库房中的碎片化骨料？答案并不明显，因为许多挖掘工作都是几十年前进行的。虽然这些材料在过去十年左右的时间里一直保存在最先进的温度控制设施中，但由于挖掘年代久远，在处理、加工和储存的各个环节，并不一定符合现代标准，因此骨骼中是否还留有可供研究的胶原蛋白，还是未知数。

我们检测了来自五个考古遗址的骨骼材料。这些遗址均位于美国西部科罗拉多州，其年代可追溯到晚更新世至全新世初期（大约在公元前13,000年至10,000年）或更早时期。最早的一次挖掘发生在1934年，最晚的在1981年。尽管一些遗址的材料可以被识别出来，但大部分骨骼高度破碎且未保留足够的诊断特征，无法进行动物考古学上的种、属甚至科的鉴定。有些骨骼碎片的情况看起来非常不乐观——它们已经变白和风化，或者边缘变圆，表明这些骨骼在埋藏前可能已被水流或沉积物搬运过。

结果出乎意料：生物分子保存完好

研究结果令我们感到惊讶。尽管许多藏品年代久远，而且大部分材料外观残破，但 ZooMS 分析结果却出奇的好。事实上，高达 80% 的骨骼样本都保留了足以进行 ZooMS 鉴定的胶原蛋白，其中 73% 的样本可以鉴定到属的级别。

利用 ZooMS 技术，我们识别出的物种包括野牛、猛犸象（猛犸象属）、骆驼科动物，以及可能的乳齿象。在某些情况下，我们只能将样本归类到较大的分类单元，因为许多北美动物的 ZooMS 参考数据库还不完善。这些数据库对识别质谱仪分析产生的光谱至关重要，目前欧亚大陆的数据库相对完善，但其他地区的数据库还不够完整。

强调保护考古收藏的重要性

这项研究的结果对博物馆藏品管理具有重要意义。这些高度碎片化、小而非诊断性的动物骨骼看似不起眼、信息量低，在各个方面都像是自然历史博物馆展出的那些精美展品的“穷亲戚”。然而，像 ZooMS 这样的生物分子工具正揭示出这些长期被忽视的样本中所蕴含的丰富信息。而这些信息几十年来一直没有引起研究人员和游客的注意。

我们的结果也凸显了这些收藏品在解决关于巨型动物何时、何地以及如何灭绝的持续争议中的潜力。通过分析构成大部分巨型动物记录的碎片化骨骼材料，ZooMS 有可能为解决长期以来关于巨型动物灭绝的问题提供大量新的研究数据。ZooMS 提供了一种相对简单、快速且经济的方式，从许久以前挖掘的遗址中提取新信息。

此外，该研究也强调了保护考古遗存的重要性。看似平凡的考古材料，在未来可能会借助新技术焕发生机，为解答重大学术问题做出贡献。博物馆作为人类文明的宝库，需要得到充足的资金支持，以确保这些珍贵遗产得到妥善保管和研究，为未来世代的研究提供可能性。

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