揭秘尼安特人,从围观他们的牙齿开始

哈佛大学牙科医学院附属福赛斯研究所博士后丹尼尔?格林认为,牙齿可能是了解尼安德特人生活的重要新信息源。

科学家们正在尝试绘制一幅迄今为止最清晰的“画卷”,以展现大约25万年前生活在法国南部的尼安德特人的生活状况。为了绘制这幅图画,他们使用了一种看似不太可能的“日常记录本”——牙齿。《科学进展》杂志近日载文称,哈佛大学牙科医学院附属福赛斯研究所博士后丹尼尔?格林(Daniel Green)等研究人员发现,通过分析尼安德特人婴儿的牙齿可以了解其哺乳、断奶以及冬夏周期等信息。从牙齿中,他们还发现了尼安德特人接触铅的证据——这是人类祖先接触铅的最早证据。论文第一作者格林说:“人类和其他猿类相差很大。我们很想知道是什么因素让我们在进化史上与众不同。很多学者尝试通过观察气候来了解这些差异。”

格林接着说:“人类目前在改变着气候,但在过去的大部分时间里,是气候塑造了人类。许多理论表明,水资源的季节性变化促使人类采取了储备、工具制造及频繁使用等行为。但我们并不知道百万年前的降雨情况,这些设想的真伪就难以验证了。后来我们发现,牙齿可以用于解决这个问题。牙齿像树一样具有‘年轮’,但牙齿‘年轮’的形成周期是一天。”环境的变化,例如冬夏周期等,都被记录在牙齿的化学成分中,这给科学家们打开了一扇了解尼安德特人所处的季节模式的窗口。

格林等从蒙大拿收集了700加仑的冰川融水用于喂养绵羊,并以取自波士顿的水作为对照。通过精心控制,格林等创造出了人工的、试验性季节。研究人员对绵羊的身体化学成分和环境化学成分进行了实时测量,然后建立了一个计算和统计模型,根据在牙齿上取得的测量结果来预测生活的季节。最终,格林等发现这个实验方案是有效的,他们不仅能够识别出两种水源之间的季节差异,甚至还发现了像暴风雪这样的短期环境变化。

受此启发,研究人员在牙齿的氧同位素分析中加入了钡和铅的测定,从而确定了尼安德特人面临过类似的季节性模式。格林说:“通过牙齿的成分分析,我们发现一个尼安德特人出生在春天,然后在秋天断奶。我们还发现他们在冬季暴露于铅中的时间是离散的。这个结果很惊人,但也谜团重重。虽然我们不知道铅从何而来,但我们知道在罗马时期及以后,该地区有铅矿,地下的铅可能污染了水源或食物。”

格林希望研究人员能将这项技术应用于其他早期人类祖先(尤其是非洲祖先)的研究中,以了解他们在进化过程中所面临的环境挑战。

编译:灯丝

审稿:阿淼

责编:南熙