隐藏在牙齿里：DNA研究发现这些19世纪的狮子捕食人类和长颈鹿

1990 年代，肯尼亚野生动物管理局和芝加哥菲尔德自然历史博物馆的一个团队在肯尼亚察沃发现了一个“食人”狮子曾使用的洞穴。该团队包括托马斯·格诺斯克（Thomas Gnoske），前排最左;Julian Kerbis Peterhans，前排，最右;以及 Samuel Andanje（后排左二），他是 KWS 研究生物学家，他与 Gnoske 和 Kerbis Peterhans 一起协调了对洞穴的搜索。uux.cn摄影 © Thomas Gnoske，1997 年

狮子的牙齿在它们的一生中受到了损伤。该研究的合著者托马斯·诺斯克发现，数千根毛发嵌入了断裂牙齿的暴露腔中。图片来源：uux.cn芝加哥菲尔德自然历史博物馆提供Z94320

（神秘的地球uux.cn）据伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校：1898年，两只雄狮恐吓了肯尼亚察沃河上的一个桥梁建设者营地。狮子体型庞大，没有鬃毛，晚上悄悄潜入营地，突袭帐篷，把受害者拖走。臭名昭著的察沃“食人者”在该项目的土木工程师约翰·亨利·帕特森中校枪杀他们之前，至少杀死了28人。帕特森于1925年将狮子遗骸卖给了芝加哥的菲尔德自然历史博物馆。

在一项新的研究中，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，对从狮子断牙中精心提取的毛发进行了深入分析。这项研究使用显微镜和基因组学来鉴定狮子消耗的一些物种。这一发现发表在《当代生物学》杂志上。

这些毛发的最初发现发生在20世纪90年代初，当时菲尔德博物馆的藏品经理托马斯·诺斯克在仓库中发现了狮子的头骨，并检查了它们吃了什么的迹象。

他是第一个确定它们是完全成年的成年雄性——尽管它们没有鬃毛。他也是第一个注意到，在狮子的一生中，数千根断裂和紧实的毛发堆积在狮子受损牙齿的暴露腔中。

2001年，Gnoske和罗斯福大学教授兼菲尔德博物馆副馆长Julian Kerbis-Peterhans首次报告了牙齿的受损情况——他们假设这可能是狮子捕食人类的原因——以及断裂和部分愈合的牙齿中嵌入的毛发。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，Gnoske和Peterhans促成了对一些毛发的新检查。合著者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对毛发进行了显微分析。

美国博士后研究员Alida de Flamingh与美国人类学教授Ripan S.Malhi共同领导了一项关于毛发的基因组研究。他们专注于从狮子牙齿中提取的四根单独的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，通过测序和分析生物制品中保存的古代DNA来了解过去。他们与土著社区合作的工作为人类移民和美洲殖民前后的历史提供了许多见解。

他们帮助开发了确定非洲象现代和古代象牙的物种和地理起源的工具。他们已经推进了从博物馆标本中分离和测序DNA的工作，并追踪了美洲狗的迁徙和基因组历史。

在目前的研究中，de Flamingh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常见特征。

她说：“为了确定我们正在分析的样本的真实性，我们观察DNA是否具有这些在古代DNA中常见的模式。”。

一旦样本经过鉴定，de Flamingh就专注于线粒体DNA。在人类和其他动物中，线粒体基因组是从母亲那里遗传的，可以用来追踪母系血统。

研究人员表示，关注头发中的线粒体DNA有几个优点。之前的研究发现，头发结构可以保留线粒体DNA并保护其免受外部污染。MtDNA在细胞中也比核DNA丰富得多。

“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，”de Flamingh说。

该团队建立了一个潜在猎物物种mtDNA图谱的数据库。将该参考数据库与从毛发中获得的mtDNA图谱进行比较。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片段中提取和分析mtDNA的方法。

德·弗拉明格说：“我们甚至能够从比小指指甲还短的片段中提取DNA。”。

Malhi说：“传统上，当人们想从头发中获取DNA时，他们会关注毛囊，毛囊中会有很多核DNA。”。“但这些是100多年前的发干碎片。”

这项工作产生了大量信息。

研究人员报告称：“对毛发DNA的分析表明，长颈鹿、人类、羚羊、水羚、角马和斑马是猎物，还发现了狮子的毛发。”。

这些狮子被发现共享相同的母系遗传线粒体基因组，支持了早期关于它们是兄弟姐妹的理论。他们的mtDNA也与肯尼亚或坦桑尼亚的起源一致。

研究小组发现，狮子吃掉了至少两只长颈鹿，以及一只可能起源于察沃地区的斑马。

研究人员表示，牛羚mtDNA的发现令人惊讶，因为19世纪90年代末最近的牛羚种群距离我们约50英里。然而，历史报道指出，这些狮子离开察沃地区约六个月后，又在桥梁建设者营地继续肆虐。

de Flamingh说，水牛DNA的缺失和只有一根水牛毛的存在（通过显微镜鉴定）令人惊讶。她说：“我们从察沃的狮子今天吃的东西中知道，水牛是首选的猎物。”。

Kerbis Peterhans说：“帕特森上校在察沃期间写了一本手写的战地日记。”。“但他从未在日记中记录过看到水牛或土著牛。”

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19世纪80年代初从印度带到非洲的一种高度传染性的病毒性疾病。

他说：“这几乎消灭了牛及其野生近亲，包括水牛角。”。

人类头发的有丝分裂基因组具有广泛的地理分布，科学家们拒绝在目前的研究中进一步描述或分析它。

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

研究人员表示，这些新发现是对可以从过去的头骨和毛发中提取的数据类型的重要扩展。

de Flamingh说：“现在我们知道，我们可以从100多年前的狮子的单根毛发片段中重建完整的线粒体基因组。”。

研究人员表示，狮子的牙齿中嵌入了数千根毛发，经过数年的压缩。进一步的分析将使科学家们能够随着时间的推移至少部分重建狮子的饮食，并可能确定它们捕食人类的习惯是从何时开始的。