我们对北极洞穴中75000年前骨骼的DNA分析揭示了动物对气候变化的反应
挪威纳尔维克市Kjøpsvik村的Storsteinhola洞穴系统。来源：美国国家科学院院刊（2025）。DOI:10.1073/pnas.2415008122
（蜘蛛网eeook.com）据《对话》（塞缪尔·沃克，桑恩·博森库尔）：随着北极变暖的速度比地球上任何其他地方都快，进化到能够在寒冷中生存的动物面临着前所未有的挑战。虽然科学家们正在更多地了解现代野生动物如何应对环境变化，但我们对物种过去是如何应对的仍然知之甚少。
我们的新研究调查了欧洲北极地区已知最古老的多样化动物群落，其历史可以追溯到75000年前。它被保存在挪威北部的一个洞穴深处，为我们提供了一个罕见的视角，了解北极生态系统在上一个冰河时代稍微温暖的阶段是如何运作的。
在上一个冰河时代（118000-11000年前），北极地区经历了冰川冰的反复进退——一系列较冷的全冰川条件（stadials）和较暖的阶段（intertadials），在此期间冰川退缩到更高的海拔。这些波动的条件导致了动植物的连续迁徙和退缩，最终塑造了我们今天看到的动物群落。
位于冰川活动区的一个后果是，沉积物很容易被破坏，因为冰川在景观上雕刻，融水将洞穴冲走。这使得在大约11000年前的最后一个冰河时代结束之前，动物和生态系统的记录很少。
但值得注意的是，在挪威较大的Storsteinhola岩溶洞穴系统的分支Arne Qvamgrotta内，有一个沉积物完整地存活了75000多年。
这个洞穴位于北极圈内，挪威国家山脉斯特廷德的阴影下，位于诺德兰沿海小镇Kjøpsvik的郊区。该地区拥有数千个岩溶洞穴，这些洞穴是通过水溶解下伏基岩形成的，从而在地上和地下形成了壮观而令人惊叹的景观。
20世纪90年代初，在石灰岩的工业开采活动中，首次发现了Arne Qvamgrotta保存有骨骼的完整沉积物。2021年和2022年，我们的团队——由奥斯陆大学领导——返回洞穴探索这些沉积物，挖掘和回收骨骼材料，以更好地了解这个不寻常沉积物中的物种多样性。我们的分析提供了最后一个冰河时代的罕见生态快照。
我们回收了6000多块骨碎片，在这些碎片上，我们使用了比较骨学（比较骨骼形状和结构以识别物种）和古代DNA元条形码（通过分析DNA链并将其与物种数据库进行匹配来识别破碎的骨骼）。利用这些技术，我们确定了46种不同种类的动物（从科、属和种的水平），包括生活在陆地和海洋中的哺乳动物、鸟类和鱼类。
这些物种包括有史以来发现的第三古老的北极熊，以及海象、弓头鲸和海雀等海鸟。我们发现了包括北极灰鳕鱼和大西洋鳕鱼在内的鱼类。最重要的发现之一是现已灭绝的领旅鼠，这是一种以前在斯堪的纳维亚半岛没有发现的动物。
我们使用了各种测年技术，表明这些骨头大约有75000年的历史，可以追溯到上一个冰河时代稍微温暖的（间冰期）阶段。
我们发现的动物表明，在此期间，挪威这一地区的沿海土地没有结冰，例如，迁徙的驯鹿和淡水鱼可以很容易地向北移动。我们还发现了丰富的海洋和沿海动物，支持季节性海冰的存在。
这个动物群落与最常见的冰河时代巨型动物明显不同。其中包括长毛猛犸象和麝牛，它们通常与猛犸草原有关——在上一个冰河时代，猛犸草原是横跨欧洲、北美和亚洲北部大部分地区的寒冷干燥的草原。
这种差异可能反映了Arne Qvamgrotta周围独特的海岸环境和景观，这将支持一种不同的生态系统。
对一些骨骼的进一步古代DNA分析表明，这个时间和地点的北极熊、领旅鼠和北极狐的谱系现在已经灭绝。这表明，在上一个冰河时代的后期寒冷时期，这些动物无法跟随不断变化的栖息地或找到避难所，这突显了自然在不断变化的气候条件下是多么脆弱。
