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骸骨同位素再證最後長毛象因氣候變化、基因缺陷滅絕

2019/10/9 — 17:13

多年來,人類也知道北冰洋島嶼弗蘭格爾島 (Wrangel Island) 是最後一支長毛象 (Mammuthus primigenius) 群族苟延殘存之地。最新刊於 Quaternary Science Reviews 的研究分析多個長毛象牙齒與骸骨樣本,了解當地長毛象可比其他同類在殘存多約 6,000 年,以及為何在 4,000 年前快速滅絕的原因。

研究亦可有助學界更清楚知道保育受威脅和瀕危物種 DNA 多樣性的重要性。

1.17 萬年前,末次冰期即將結束,氣候變得和暖,同時史前人類大量狩獵這種龐然大物,也令長毛象開始大規模消失。到約 1 萬年前,長毛象已從廣泛歐亞和北美大陸滅絕。

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在 2004 年,有學者發現長毛象在阿拉斯加附近的聖保羅島上一直殘存至 5,700 年前。但根據 1995 年發表的放射性碳研究,最後一隻長毛象在俄羅斯遠東楚科奇自治區的弗蘭格爾島生活。

是次研究的國際研團隊搜集來自世界各地的長毛象牙齒和骸骨樣本進行碳、氮、硫和鍶同位素分析,試圖了解更多長毛象經歷的環境變化資訊。

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土壤中的一些穩定同位素可以被植物吸收,然後被人或動物食用,當中的同位素會取代牙齒和骨骼中的一些鈣,學者就可由此了解某段時間地區性的變化。

團隊發現,現今俄羅斯、烏克蘭與聖保羅島的長毛象滅絕情況與之前估計的吻合,在牠們滅絕前骨骼中的同位素出現巨變,顯示其生活環境與飲食受明顯影響。

奇怪的是,即使全球氣溫上升,弗蘭格爾島上的長毛象樣本在 1 萬年前並無碳和氮同位素變化。但到後期當地長毛象的硫和鍶含量略有增加,顯示當地基岩 (bedrock) 風化增加,但這些同位素變化幅度仍不似其他地區的長毛象一樣大。

另外,弗蘭格爾島長毛象樣本的碳同位素與其他西伯利亞冰期祖先不同。 2017 年的 DNA 分析表明,前者有影響其脂肪代謝的突變基因,同一研究亦顯示弗蘭格爾島長毛象無法正常與族群成員溝通,甚至求偶也有困難,可能因此令牠們在 4,000 年前左右快速滅絕。

團隊認為,是次研究與 2017 年的研究均反映了西伯利亞長毛象要依靠其脂肪儲備在極端嚴酷的冰期冬季中生存,而住在較溫和條件下的弗蘭格爾島長毛象根本就不需要這麼多的脂肪。

如果牠們毋須承受與其他同類種族一樣的環境壓力,為何仍突然滅絕?團隊指,惡劣的短期天氣事件可能有所影響,例如冬天下雨令地面結冰,長毛象無法獲得食物,情況如本年較早時冷岸群島超過 200 隻斯瓦爾巴特馴鹿死亡一樣另外亦有研究曾指,當地長毛象除了要與其他動物爭奪棲地,牠們更因為湖泊變成汪洋,食水水源減少渴死而滅絕。

有參與研究的德國圖賓根大學地球科學家 Hervé Bocherens 指,我們可以想像到,一群基因崩潰的殘存長毛象在水源質量下跌與極端天氣事件打擊下,如何可繼續生活。雖然人類可能在長毛象完全滅絕後才抵達該島,但團隊未能完全排除人類活動有否影響這批最後長毛象存亡的可能性。

我們現時正經歷第六次大滅絕,島嶼的獨有物種尤其脆弱,例如本年二月澳洲政府正式宣佈居於荊棘岩礁(Bramble Cay) 生活的珊瑚裸尾鼠 (Melomys rubicola) 已滅絕,該物種因棲息地被海水水位上升破壞而消失,亦是首種哺乳類動物因氣候變化滅絕。

來源:
Science Alert, The Woolly Mammoth Made Its Last Stand Marooned on an Isolated Arctic Island, 8 October 2019

報告:
Arppe, L., Karhu, J.A, Vartanyan, S. & et al. (2019). Thriving or surviving? The isotopic record of the Wrangel Island woolly mammoth population. Quaternary Science Reviews vol222, 15 October 2019, 105884. doi: 10.1016/j.quascirev.2019.105884

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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