來自Tam Ham Marklot洞穴的鹿齒化石。圖中的凹槽為取樣痕跡。

鑑定古生物化石的年代並不是一件容易的事情。為獲得這一資訊，古生物學家們通常要對化石骨骼和牙本質中的結構蛋白——膠原蛋白進行碳和氮同位素分析。其中，氮同位素分析還可以幫助科學家們動物究竟是肉食性還是植食性。然而，膠原蛋白和普通的蛋白質一樣難以儲存下來，因此該方法對10萬年前的脊椎動物化石並不適用。在非洲和亞洲的乾旱或潮溼的熱帶地區（研究人類進化的關鍵地區），該方法甚至只適用於幾千年以內的化石研究。

研究中使用的哺乳動物化石來自於寮國的一個名為Tam Hay Marklot的洞穴，物種有水牛、犀牛、野豬、鹿、熊、猩猩和花豹等。這些化石可以一直追溯到更新世晚期，更準確的時間為大約13500到38400年前。

“Tam Hay Marklot洞穴位於熱帶地區，也就是說，在這些化石中發現膠原蛋白等有機物質幾乎是一件不可能的事情。正因如此，這裡成為了測試是否可以通過鋅同位素方法來區分食草動物和食肉動物的理想地點。”研究人員說。

鋅作為一種必需的微量元素存在於生物磷灰石（牙釉質的礦物相）中。因此，相較於膠原蛋白中結合的氮，鋅可以被儲存得更久。。

實驗中，研究人員分析了化石牙釉質中的鋅-66和鋅-64的比例。“根據這個比例，我們可以分辨出哪些是食草動物，哪些是食肉動物，哪些是雜食動物。” 這項研究的第一作者、馬克斯·普朗克進化人類學研究所的Nicolas Bourgon博士說。瘦肉中含有的鋅-64比植物中多，因此，與植食性動物如水牛相比，老虎等食肉動物牙釉質中的鋅-66與鋅-64的比例要小一些。

為了排除外部因素對樣本的影響，馬克斯·普朗克化學研究所的Klaus Peter Jochum團隊也對這些化石進行了檢測。他們利用鐳射燒蝕ICP質譜法比較現代動物和化石動物牙釉質中鋅等微量元素的濃度和分佈後證實，兩者之間沒有明顯變化。

由此可見，鋅同位素分析法可以作為研究人類化石和其他哺乳動物食性的新方法。這將為研究史前的、地質時期遠遠超過10萬年前的化石開啟一扇門。研究者未來的目標是將這種方法應用於對人類飲食行為的重建。研究人員還想通過將他們的新方法應用到數百萬年前已經滅絕的哺乳動物和恐龍的化石上，來探尋這項技術的極限。

編譯：Sky 審稿：alone 責編： 鄧可

期刊編號： 0027-8424

原文連結：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/mpif-rtd021320.php