牙釉质揭示早期人类生活史

分别是 [Sr] 或 [Ba] 与 [Mn] 的散点图，用于每个动物群的代表性示例。学分：自然生态与进化 （2023）。DOI： 10.1038/s41559-022-01947-0

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（作者：美因河畔法兰克福歌德大学）：如果你拿起放大镜和手电筒，在镜子里非常仔细地观察你的牙齿，在某些地方你会发现一条细小的平行线穿过你的牙齿。这些对应于标志着我们牙釉质生长的Retzius条纹。牙釉质开始在子宫内形成并继续矿化，直到青春期，最后一颗乳牙脱落并被永久性乳牙取代。

像所有陆生脊椎动物一样，牙釉质在人类的微观薄层中逐渐矿化，以Retzius的条纹为代表。人类的发展速度可以从这些Retzius线中读出。生理变化，例如出生、断奶或疾病，会留下独特的痕迹。Retzius的条纹也构成了牙釉质化学成分的时间顺序框架，这反过来又反映了该个体饮食的变化。

通过研究他们的牙齿，法兰克福歌德大学的一个国际科学家团队由沃尔夫冈·穆勒教授和他的硕士生朱利德·库巴特（Jülide Kubat，现在是巴黎西岱大学的博士生）领导，将现代人类祖先的饮食习惯 - 直立人，“直立的人” - 与同时代的猩猩和其他动物的饮食习惯进行了比较。它们都生活在140万至70万年前的更新世时期，在印度尼西亚爪哇岛，当时该岛的特点是季风雨林以及开阔的树景和草地稀树草原。

为了分析牙釉质，研究人员将牙齿嵌入树脂中，然后将它们切成约150微米厚的薄片。这些极其珍贵的牙齿样本是法兰克福森肯伯格研究所和自然历史博物馆的古斯塔夫·海因里希·拉尔夫·冯·柯尼格斯瓦尔德收藏的一部分，该收藏是从维尔纳·雷默斯基金会永久借出的。

反过来，他们使用一种特殊的激光从薄片中烧蚀材料，用质谱仪对骨骼和牙齿中发现的锶和钙等元素进行化学分析（激光消融电感耦合等离子体质谱法（LA-ICPMS））。Wolfgang Müller解释说，锶与钙（Sr/Ca）的比例取决于饮食：“锶逐渐被人体排出体外 - 可以说是重要钙的杂质。在食物链中，这导致从食草动物到杂食动物再到食肉动物的锶钙（Sr/Ca）比率持续下降。

研究小组能够通过比较爪哇的各种更新世动物牙齿来证实这一点：猫科动物捕食者表现出低锶钙比，今天犀牛的前身鹿和河马表现出高锶钙比，更新世猪作为杂食动物，处于中间的某个地方。

原始人猩猩和直立人的牙齿非常令人兴奋，因为在这里，研究人员发现了类人猿和人类饮食成分变化的年度周期：两者都显示出多年来的变化，但常规的Sr/Ca峰值对于猩猩来说比直立人更明显。

该出版物的第一作者Jülide Kubat解释说：“这些高峰表明雨季植物食物供应充足，例如雨林在此期间生产多种水果。在旱季，猩猩转向其他食物来源，其中可能包括昆虫或卵。相比之下，直立人作为一种杂食动物和偶尔的食肉动物，对季节性食物供应的依赖程度较低 - 正如不太明显的峰值和较低的Sr/Ca值所表明的那样。

Müller说，总体而言，他们的研究表明，对微量元素的高空间分辨率激光分析，以及牙釉质年表，可以为我们祖先的生活史提供非常详细的时间见解：“突然间，你觉得与这些生活在我们之前这么长时间的早期人类非常接近。当季节变化时，您可以感受到这对他们意味着什么，以及他们如何与世界互动。这绝对令人着迷。

这项工作发表在《自然生态与进化》杂志上。