Home有趣科技古老的蛋壳揭示了9英尺高、1500磅重的象鸟的秘密

古老的蛋壳揭示了9英尺高、1500磅重的象鸟的秘密

1200多年前,不会飞的象鸟在马达加斯加岛游荡,下的蛋比足球还大。虽然这些类似鸵鸟的庞然大物现在已经灭绝,但科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)和澳大利亚科廷大学的新研究显示,它们的蛋壳残余物拥有关於它们在地球上的时间的宝贵线索。

在马达加斯加西南海岸托利亚拉镇附近的一个市场上看到的整枚Aepyornis蛋刚产下时的样子。资料来源:Gifford Miller

这项研究於2月28日发表在《自然-通讯》杂志上,描述了发现了一个以前未知的、独立的象鸟品系,它们在马达加斯加东北部潮湿的森林景观中游荡–这是在没有获得任何骨架的情况下的发现。

这是第一次仅从古老的蛋壳中识别出一个新的象鸟品系,这一开创性的成就将使科学家们更多地了解曾经在世界范围内游荡的鸟类的多样性,以及为什麽如此多的鸟类在过去1万年中已经灭绝了。

“这是第一次从象鸟蛋壳中得出分类鉴定,它开辟了一个以前没有人会想到的领域,”论文合着者、中大博尔德分校地质科学杰出教授和北极和高山研究所(INSTAAR)的教员Gifford Miller说。”这里可能是考察过去的另一种方式,并问:”鸟类的多样性是否比我们所知道的更多?”

由鸟类筑巢的沙丘的主动风蚀暴露出来的Aepyornis蛋壳的表面散落。资料来源:Gifford Miller

马达加斯加就像一个小大陆,与非洲和邻近的大陆被深海水隔开至少有6000万年。这种地质条件使进化得以疯狂进行,产生了狐猴、象鸟和地球上其他地方没有的各种动物。对於2000年前到达这里的波利尼西亚人来说,最大的象鸟Aepyornis是一种羽毛状的恐怖动物:身高超过9英尺,体重超过1500磅,装备有尖嘴和致命的脚爪,它是马达加斯加最大的陆地动物。

由於遗留的骨骼有限,而且骨骼的DNA在温暖潮湿的地区会迅速降解,所以直到最近才知道这些鸟类在进化树上的位置。科学家们知道的最多的是,它们是不会飞的鼠类家族的一部分,是纽西兰奇异鸟的遗传姐妹,是世界上最小的活鼠类。

然而,古老的蛋壳DNA不仅证实了象鸟在这棵树上的位置,而且还揭示了更多关於这一血统中的多样性。

首席作者Alicia Grealy说:”虽然我们发现在马达加斯加南部灭绝时生活的物种较少,但我们也发现了来自马达加斯加最北部的新的多样性,这些发现是在了解这些神秘鸟类的复杂历史方面迈出的重要一步。令人惊讶的是,从蛋壳中可以发现很多东西。”她为澳大利亚科廷大学的博士论文进行了这项研究。

米勒在澳大利亚和世界各地分析蛋壳遗迹已经超过20年,他是研究这些碎片的少数科学家之一。因此,2005年,当他获得美国地质学会伊斯特布鲁克杰出科学家奖的25,000美元时,米勒召集了一个小型团队来研究进化中难以捉摸的象鸟。

该团队最初於2006年开始从该岛乾燥的南半部收集象鸟蛋壳。当一位不相干的研究人员在他们之前用骨头碎片解开这个进化之谜时,米勒和格里利的团队将注意力转移到该岛湿润的森林北半部,希望能在不同的生物群落中更好地了解这种鸟。

2007年5月,实地考察小组在马达加斯加东北部,论文中的样本就是在那里采集的。从左到右。Ramil,来自首都塔那那利佛国家博物馆的首席导游;Gifford Miller;Steve DeVogel;和一名当地向导。

利用高解析度的卫星图像,该小组侦察了被风吹走沙子并露出古老蛋壳的地点。目前没有任何类似大小的鸟类生活在岛上,所以肉眼很容易识别出这些破裂的碎片。在研究小组穿越该岛并从291个地点收集了960多块古蛋壳碎片後,挑战性的工作开始了:分析古DNA。

由於它们的化学构成,骨架的DNA可能是”泄漏”的,这使得它们不太适合於这种工作。相比之下,这些厚厚的蛋壳的物理化学成分将其有机物锁在里面长达一万年之久,并保护其DNA,就像它曾经在里面成长的小鸟一样。这意味着它可能相当难以被提取出来进行分析。

另一个问题是找到足够长的DNA链来进行分析,因为古代的DNA经常被降解。因此,科学家们以一种”基因拼图”的方式将较短的片段拼凑在一起,一开始他们不知道这将让他们发现一种新的象鸟类型。

“科学经常在不明显的途径上取得进展。”科罗拉多大学博尔德分校全球环境地球化学分析中心(GAGE)主任米勒说:”你并不总是能找到你要找的东西,而找到你不知道你正在寻找的东西要有趣得多。”

米勒研究的是”第四纪”,即地球历史上最近的地质时期,也是人类首次出现在地表的时间。他说,当人类出现时,往往大型动物都灭绝了–但科学家仍然不知道为什麽象鸟是其中之一。

然而,如果地质学家、考古学家和生物学家能够从世界各地收集更多的蛋壳碎片并确定其存在时间,米勒和格里利在蛋壳DNA科学领域的开创性工作可能会使人们更好地理解为什麽象鸟等大型动物在人类到来後灭绝。

“有了一大堆人的许多小贡献,你实际上可以解决一些有趣的问题,”米勒说。”这可能会开辟一种看待事物的新方式。”

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