一只乳齿象在 13,200 年前的一场血战中丧生——揭示了一种已灭绝动物的年度迁徙

乳齿象是猛犸象属大象的近亲，猛犸象栖息在北美和中美洲，大约在 10,000 到 11,000 年前灭绝。 成年人的平均肩高在 8 到 10 英尺（2.5-3 m）之间，体重约为 8000 到 12,000 磅（3600-5400 公斤）。 发现的最大标本长 10.7 英尺（3.3 m），重 24,000 磅（11,000 公斤）。 它们成群生活，主要以树叶和树枝为食，就像现代大象一样。

尽管一些证据表明气候变化可能导致了它们的灭绝，但人们普遍认为，古印第安人的人类狩猎是它们消失的主要因素。

根据记录宠物每年迁徙的第一项研究，大约 13,200 年前，在距离其故土约 100 英里（160 公里）的印第安纳州东北部，一只流动的雄性乳齿象在与竞争对手的血腥交配季节战斗中死亡。 已灭绝物种的个体动物。

这只重达 8 吨（7,200 公斤）的成年乳齿象被称为 Buesching 乳齿象，当对手用长牙尖刺破他的头骨右侧时被杀死，当动物的遗体从泥炭中回收时，研究人员发现了致命的伤口. 1998 年，韦恩堡附近的一个农场。

根据今天（2022 年 6 月 13 日）发表的一篇论文，印第安纳州东北部可能是这只孤独的懒人最喜欢的夏季交配地点，在他生命的最后三年里，他每年都会去一次旅行，在寒冷的季节从他家向北冒险在 美国国家科学院院刊.

该研究还表明，Buesching 牛可能已经花时间探索密歇根中部和南部，这似乎适合在安娜堡密歇根大学自然历史博物馆展出的具有全尺寸玻璃纤维骨架的生物。

该研究的第一作者、辛辛那提大学古生物学家约书亚米勒说：“这项研究的独特发现是，我们第一次能够记录一个已灭绝物种个体的年度野生迁徙。”

“使用新的建模技术和强大的地球化学工具包，我们能够证明像 Buesching 一样大的雄性每年都会迁移到它们的交配地。”

位于安娜堡的密歇根大学自然历史博物馆向公众展示了由玻璃纤维制成的单个骨骼模型制成的乳齿象 Buesching 复合骨架。 Mastodon Buesching 是 1998 年从印第安纳州韦恩堡附近的一个泥炭农场发现的一具几乎完整的成年雄性骨骼。 由辛辛那提大学的 Joshua Miller 和密歇根大学的 Daniel Fisher 领导的一项新研究使用乳齿象右犬齿的氧和锶同位素来重建其一生中不断变化的景观利用模式。 图片来源：Eric Bronson，密歇根摄影

24 年前，UM 古生物学家和研究联合负责人 Daniel Fisher 参与了 Buesching 乳齿象的挖掘工作。 后来，他用带锯从一只 9.5 英尺长的右手犬齿的中心切下一块纵向的薄板，呈香蕉形状，比左手更长，保存更完好。

该板已用于新的同位素分析和生活史，使科学家能够重建两个主要时期景观使用的变化模式：青春期和成年后期。 据研究人员称，Mastodon Buesching 在 34 岁时死于与同伴的战斗中。

密歇根大学古生物学家和研究共同负责人丹尼尔费舍尔在 24 年前参与了 Buesching Mastodon 的挖掘工作。 后来他用带锯从一根 9 英尺长的香蕉形右牙的中心切下一块薄的纵向板。 该板已用于新的同位素分析和生活史，使科学家能够重建两个主要时期景观使用的变化模式：青春期和成年后期。 据研究人员称，Mastodon Buesching 在 34 岁时死于与同伴的战斗中。 图片来源：Daniel Fisher 由 Daniel Fisher 提供

费舍尔说：“你的整个生命都在那长牙中展开，”费舍尔说，他研究猛犸象和乳齿象已有 40 多年，并帮助挖掘了数十种已灭绝的大象近亲。

地球与环境科学教授、生态与进化生物学教授、UM古生物学博物馆馆长费舍尔说。

研究小组的分析表明，布埃兴猎鹰的原始分布范围很可能在印第安纳州中部。 就像现代大象一样，这只年轻的雄性大象一直待在离家很近的地方，直到他十几岁时才与雌性领导的大象群分开。

研究人员称，作为一个成年人，布埃辛的旅行更远更频繁，通常每月行驶大约 20 英里。 此外，它对景观的使用随季节而变化，包括向北大规模扩张到仅限夏季的地区，包括印第安纳州东北部的部分地区——假定的产卵场。

“每次进入温暖的季节，乳齿象 Buesching 都会反复去同一个地方——砰、砰、砰——。米勒曾使用类似的同位素技术研究阿拉斯加和加拿大的驯鹿迁徙，他说这个信号的清晰度是出乎意料和令人兴奋。真的”。

Buesching 乳齿象右犬齿的左半边。 象牙侧面的数字 (9-11) 表示特定的年层（从象牙的尖端到基部的生命末期）出现在象牙表面的位置。 图片来源：密歇根大学新闻的 Jeremy Marple

在恶劣的更新世气候下，迁徙和其他形式的季节性景观利用可能对哺乳动物和其他大型哺乳动物的繁殖成功至关重要。 然而，根据这项新研究，人们对它们的地理范围如何波动和季节性变化或随着性成熟而变化知之甚少。

但分析古代犬科动物锶和氧元素不同形式或同位素比例的技术正在帮助科学家解开其中的一些谜团。

乳齿象、猛犸象和现代大象是一组大型哺乳动物的一部分，它们的躯干灵活，称为长鼻，它们有长方形的上门牙，它们以长牙的形式从头骨伸出。 在动物的每一年，新的生长层都会沉积在已经存在的生长层上，以交替的明暗条带排列。

位于安娜堡的密歇根大学自然历史博物馆向公众展示了由玻璃纤维制成的单个骨骼模型制成的乳齿象 Buesching 复合骨架。 Mastodon Buesching 是 1998 年从印第安纳州韦恩堡附近的一个泥炭农场发现的一具几乎完整的成年雄性骨骼。 由辛辛那提大学的 Joshua Miller 和密歇根大学的 Daniel Fisher 领导的一项新研究使用乳齿象右犬齿的氧和锶同位素来重建其一生中不断变化的景观利用模式。 图片来源：Eric Bronson，密歇根摄影

象牙的年生层与树的年轮有些相似，只是每个新的象牙层都在中心附近形成，而在树中，新的生长发生在树皮旁边的一层细胞中。 犬科动物的生长层类似于倒置的冰淇淋锥，底部记录死亡时间，尖端记录出生时间。

乳齿象是食草动物，以树木和灌木为食。 随着他们的成长，他们食物和饮用水中的化学元素被融入到他们的身体组织中，包括他们优雅的尖尖和不断生长的尖牙。

在新发表的研究中，犬类生长层中的锶和氧同位素使研究人员能够重建 Buesching 作为青少年和活跃的生殖成年人的旅程。 从青春期（离开母群期间和之后）收集了 36 个样本，从动物生命的最后几年收集了 30 个样本。

特写镜头显示了密歇根大学古生物学家丹尼尔·费舍尔保存的乳齿象牙（不是来自 Buesching 乳齿象）的碎片。 在费舍尔的右手中，在犬齿根部附近有一个肿块，显示出代表最后六年生命的层次。 费舍尔左手乳齿象牙尖的横截面显示同心的年生牙层。 图片来源：密歇根大学新闻的 Jeremy Marple

一个在显微镜下操作的小钻头被用来从单个生长层的边缘研磨半毫米，每个生长层覆盖了动物生命中一到两个月的时间。 收集该研磨过程中产生的粉末并进行化学分析。

象牙中的锶同位素比率提供了与地图上特定位置相匹配的地理指纹，显示了锶如何在整个景观中变化。 氧同位素值显示出明显的季节性波动，有助于研究人员确定一年中特定象牙层形成的时间。

由于锶和氧同位素样本是从同一个狭窄的生长层收集的，研究人员能够就 Buesching 在一年中的不同时间旅行的地方以及他每次旅行时的年龄得出明确的结论。

接下来，将犬科动物的同位素数据输入米勒及其同事开发的空间清晰运动模型。 该模型使研究小组能够估计动物移动的距离和候选地点之间移动的可能性——这在以前对灭绝动物的移动研究中是不存在的。

米勒说：“锶同位素地球化学领域是古生物学、考古学、历史生态学甚至法医生物学的一个真正的和即将到来的工具。”“但是，说真的，我们只是触及了这些信息可以告诉我们的表面。”

费舍尔和米勒说，他们乳齿象研究项目的下一步是分析不同个体的犬齿，无论是男性还是女性。

参考文献：Joshua H. Miller、Daniel C. Fisher、Brooke E. Crowley、Ross Secord 和 Bleder A. Konomi 于 2022 年 6 月 13 日撰写的“Mastodo 使用随成熟期而变化（更新世晚期，北美）”， 美国国家科学院院刊.
DOI: 10.1073/pnas.2118329119

PNAS 研究的其他作者是辛辛那提大学的 Brooke Crowley 和 Bledar Konomi、内布拉斯加州立博物馆的 Ross Secord 和内布拉斯加大学林肯分校。

作者感谢 Kent 和 Jean Boeching 捐赠 Buying Stone 用于科学研究，感谢印第安纳州立博物馆获得该标本。 密歇根大学、辛辛那提大学研究办公室、Minihaha 基金会和国家科学基金会 (EAR-9628063) 提供了财政支持。