隐藏在牙齿中：DNA研究发现这些19世纪的狮子捕食人类和长颈鹿

1898 年，两只雄狮恐吓了肯尼亚察沃河​​上一座桥梁建筑工人的营地。这些体型庞大、没有鬃毛的狮子在夜间​​潜入营地，袭击帐篷并拖走受害者。臭名昭著的察沃“食人者”造成至少 28 人死亡，随后该项目的土木工程师约翰·亨利·帕特森 (John Henry Patterson) 中校开枪射杀了他们。 1925 年，帕特森将狮子的遗骸卖给了芝加哥菲尔德自然历史博物馆。

在一项新研究中，菲尔德博物馆的研究人员与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家合作，对从狮子断牙中小心提取的毛发进行了深入分析。该研究使用显微镜和基因组学来识别狮子食用的一些物种。这发现杂志上报道现代生物学。

最初发现这些毛发发生在 20 世纪 90 年代初，当时菲尔德博物馆 (Field Museum) 的藏品经理托马斯·格诺斯克 (Thomas Gnoske) 在储藏室中发现了狮子头骨，并检查了它们吃过什么东西的迹象。

他是第一个确定它们是成年雄性的人——尽管它们没有鬃毛。他也是第一个注意到狮子在其一生中受损牙齿的裸露空腔中积累了数千根断裂和压实的毛发。

2001年，Gnoske和罗斯福大学教授兼菲尔德博物馆兼职馆长Julian Kerbis Peterhans首次报告了牙齿的受损情况。他们假设可能是狮子捕食人类的原因之一，以及在破损和部分愈合的牙齿中嵌入毛发的情况。对一些毛发的初步分析表明，它们来自大羚羊、黑斑羚、羚羊、豪猪、疣猪和斑马。

在这项新研究中，格诺斯克和彼得汉斯对一些毛发进行了新的检查。共同作者 Ogeto Mwebi，肯尼亚国家博物馆的高级研究科学家；内罗毕大学的研究员 Nduhiu Gitahi 对毛发进行了微观分析。

伊利诺伊大学博士后研究员 Alida de Flamingh 与伊利诺伊大学人类学教授 Ripan S. Malhi 一起领导了一项毛发基因组研究。他们重点研究了从狮子牙齿中提取的四根毛发和三丛毛发的单独样本。

Malhi、de Flamingh 和他们的同事正在开发新技术，通过对生物制品中保存的古代 DNA 进行测序和分析来了解过去。他们与土著社区合作的工作产生了许多见解以及美洲前殖民和后殖民历史。

他们帮助开发了用于确定当今和古代非洲象象牙的物种和地理起源的工具。他们努力从博物馆标本中分离 DNA 并进行测序，并追踪了美洲狗的迁徙和基因组历史。

在目前的工作中，德·弗拉明首先在狮子牙齿毛发中残留的核 DNA 中寻找并发现了与年龄相关的退化的熟悉特征。

“为了确定我们正在分析的样本的真实性，我们会检查 DNA 是否具有古代 DNA 中常见的这些模式，”她说。

样品经过验证后，德弗拉明将注意力集中在线粒体 DNA 上。在人类和其他动物中，线粒体基因组是从母亲那里继承的，可用于追踪母系谱系随时间的推移。

研究人员表示，关注头发中的线粒体 DNA 有几个优点。此前的研究发现，头发结构可以保存线粒体DNA并保护其免受外部污染。线粒体 DNA 也比细胞中的核 DNA 丰富得多。

“而且由于线粒体基因组比核基因组小得多，因此在潜在的猎物物种中更容易重建，”德弗拉明说。

该团队建立了一个潜在猎物物种线粒体DNA图谱数据库。该参考数据库与从毛发中获得的线粒体DNA图谱进行了比较。研究人员考虑了早期分析中提出的物种以及狮子活着时已知存在于察沃的物种。

研究人员还开发了从头发碎片中提取和分析线粒体DNA的方法。

“我们甚至能够从比小指指甲还短的片段中获取 DNA，”德弗拉明说。

Malhi 说：“传统上，当人们想要从毛发中获取 DNA 时，他们会关注毛囊，因为毛囊中含有大量的核 DNA。” “但这些都是已有 100 多年历史的毛干碎片。”

这项努力产生了宝贵的信息宝库。

研究人员报告说：“对毛发 DNA 的分析发现，长颈鹿、人类、羚羊、羚羊、角马和斑马都是猎物，并且还鉴定出了源自狮子的毛发。”

人们发现狮子拥有相同的母系遗传，支持早期的报道，认为他们是兄弟姐妹。他们的线粒体DNA也与肯尼亚或坦桑尼亚的起源一致。

研究小组发现，狮子至少吃掉了两只长颈鹿，还有一头可能起源于察沃地区的斑马。

研究人员表示，角马 mtDNA 的发现令人惊讶，因为 1890 年代末最近的角马种群距离大约 50 英里。然而，历史报告指出，狮子离开察沃地区大约六个月后，又重新对桥梁建造者的营地进行横冲直撞。

德弗拉明说，水牛 DNA 的缺失和仅存在一根水牛毛（通过显微镜鉴定）令人惊讶。 “从今天察沃的狮子吃的食物中我们知道，水牛是首选猎物，”她说。

“帕特森上校在察沃期间保留了一份手写的战地日记，”克比斯·彼得汉斯说。 “但他从未在日记中记录过看到水牛或本土牛的情况。”

Kerbis Peterhans 说，当时非洲这一地区的牛和水牛种群受到牛瘟的破坏，牛瘟是一种高度传染性的病毒性疾病，于 1880 年代初从印度传入非洲。

“这几乎消灭了牛及其野生亲戚，包括非洲水牛，”他说。

人类头发的线粒体基因组具有广泛的地理分布，科学家拒绝在当前的研究中进一步描述或分析。

他们写道：“今天该地区可能仍有后代，为了实践负责任和道德的科学，我们正在使用基于社区的方法来扩展更大项目的人性方面。”

研究人员表示，这些新发现是对过去头骨和头发中提取数据类型的重要扩展。

“现在我们知道我们可以从单个线粒体基因组中重建完整的线粒体基因组100 多年前的狮子碎片，”德弗拉明说。

研究人员表示，狮子的牙齿里嵌有数千根毛发，这些毛发经过多年的压实。进一步的分析将使科学家们能够至少部分地重建狮子随着时间的推移的饮食，或许还能查明它们捕食人类的习惯是何时开始的。