透過(guò)一顆殘留的牙齒,我們可以看到什么?
在專家眼里,透過(guò)它,不僅可以復(fù)原數(shù)千年前人類吃的是玉米還是稻谷,還能對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境狀況有所了解,甚至人類遷徙路線、這顆牙齒的“主人”是貴族還是平民也能從中推斷。
南京大學(xué)城市與資源學(xué)系和安徽池州學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)系的田曉四、朱誠(chéng)、馬春梅、尹茜等專家,在對(duì)長(zhǎng)江三峽附近的一處遺址古環(huán)境進(jìn)行調(diào)查時(shí),發(fā)現(xiàn)了這其實(shí)是恢復(fù)古環(huán)境的突破口,并向我們揭示了一顆牙齒背后鮮為人知的秘密。
揭示一:他們吃水稻還是玉米?
自然界的植物都要進(jìn)行光合作用,含有碳元素,而牙齒的牙釉質(zhì)里穩(wěn)定的碳同位素有抗成巖作用,在恢復(fù)古環(huán)境方面有很重要的作用,特別是牙釉質(zhì)碳的同位素記錄了與食物中碳3、碳4等植物有聯(lián)系的光合作用途徑,通過(guò)這些信息能重建人類古食物的成分。
據(jù)了解,人類栽培的含有碳3植物有水稻、所有的塊莖植物(如山藥)、水果、堅(jiān)果和大多數(shù)蔬菜等;而人類栽培的碳4植物有粟、栗、高粱、玉米、甘蔗等。根據(jù)牙齒殘留的分析,就能推測(cè)人類主要吃的是水稻等作物,還是玉米等作物,從而重建古食物的結(jié)構(gòu)。
揭示二:他們是幾歲時(shí)斷奶的?
據(jù)專家介紹,哺乳活動(dòng)和斷奶方式與嬰兒的健康和生長(zhǎng)狀況有很大關(guān)系,這種信息是通過(guò)對(duì)牙本質(zhì)里的氧同位素來(lái)獲取的。
為了獲得兒童發(fā)育關(guān)鍵年齡階段的食物,且時(shí)間上盡量不重疊,在同一個(gè)人類化石個(gè)體上采集第一磨牙,前磨牙和第三磨牙,第一磨牙在0至3歲形成,前磨牙在2至6歲形成,第三磨牙在9至12歲形成。氧同位素來(lái)自牙釉質(zhì),實(shí)驗(yàn)方法和碳同位素一樣。
通過(guò)牙齒上氧同位素的比較,可以知道某個(gè)年齡階段小孩體內(nèi)水分是來(lái)自母乳還是飲用水。另外,在這一過(guò)程中,對(duì)氮元素進(jìn)行比較后,還可以知道孩子營(yíng)養(yǎng)蛋白的來(lái)源以及何時(shí)給哺乳的小孩添加食物。
揭示三:他們是移民還是本地人?
鍶元素對(duì)氣候環(huán)境特別敏感,不同地區(qū)的自然界里鍶元素含量都不一樣,因此鍶同位素組成,能夠反映出人體組織形成時(shí)和更新時(shí)居住地。
牙釉質(zhì)形成時(shí)間較早,形成后不再變化,且不像骨骼埋藏在地下那樣受礦因素的影響。因此,通過(guò)人類牙齒化石中鍶同位素成分比較,可以判斷人類的遷徙活動(dòng)。
揭示四:反映土壤重金屬污染
在20世紀(jì)90年代,科學(xué)家曾通過(guò)測(cè)量骨頭化石的重金屬元素,推斷重金屬污染在古代就通過(guò)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了影響。
但是,由于人體吸收污染物的途徑很多,很難判斷重金屬是來(lái)自食物、土壤還是大氣。特別是骨骼在土壤中留存太久,土壤重金屬的遷移模糊了真相。
研究發(fā)現(xiàn),冶金工業(yè)發(fā)展前,牙釉質(zhì)鉛含量和當(dāng)時(shí)土壤鉛的含量相近,目前大氣中鉛的含量增加400倍后,牙釉質(zhì)鉛含量增加幅度和大氣比小得多,仍和土壤中鉛的含量相似,這說(shuō)明人體中鉛的含量主要來(lái)自土壤。
現(xiàn)在科學(xué)家還可以通過(guò)牙齒中元素的成分來(lái)分析過(guò)去人類的身體健康狀況。
例如,根據(jù)碳、氮等元素的成分可推斷人們的發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)和疾病情況;
根據(jù)碳元素可推斷同一遺址內(nèi)人們的食物成分不同從而揭示人類的階級(jí)分化概況;
研究相鄰幾個(gè)區(qū)域的地質(zhì)和男女牙釉質(zhì)微量元素特征,可以揭示過(guò)去人類種族之間的通婚狀況;
根據(jù)牙釉質(zhì)碳、氧元素組成能判斷過(guò)去溫度和水分變化,恢復(fù)過(guò)去的生態(tài)環(huán)境。
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