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从一颗牙齿追溯土壤环境
2014-10-31   来源:新农资360网   



透过一颗残留的牙齿,我们可以看到什么?


在专家眼里,透过它,不仅可以复原数千年前人类吃的是玉米还是稻谷,还能对当地的气候环境状况有所了解,甚至人类迁徙路线、这颗牙齿的“主人”是贵族还是平民也能从中推断。


南京大学城市与资源学系和安徽池州学院资源环境科学系的田晓四、朱诚、马春梅、尹茜等专家,在对长江三峡附近的一处遗址古环境进行调查时,发现了这其实是恢复古环境的突破口,并向我们揭示了一颗牙齿背后鲜为人知的秘密。


揭示一:他们吃水稻还是玉米?


自然界的植物都要进行光合作用,含有碳元素,而牙齿的牙釉质里稳定的碳同位素有抗成岩作用,在恢复古环境方面有很重要的作用,特别是牙釉质碳的同位素记录了与食物中碳3、碳4等植物有联系的光合作用途径,通过这些信息能重建人类古食物的成分。


据了解,人类栽培的含有碳3植物有水稻、所有的块茎植物(如山药)、水果、坚果和大多数蔬菜等;而人类栽培的碳4植物有粟、栗、高粱、玉米、甘蔗等。根据牙齿残留的分析,就能推测人类主要吃的是水稻等作物,还是玉米等作物,从而重建古食物的结构。


揭示二:他们是几岁时断奶的?


据专家介绍,哺乳活动和断奶方式与婴儿的健康和生长状况有很大关系,这种信息是通过对牙本质里的氧同位素来获取的。


为了获得儿童发育关键年龄阶段的食物,且时间上尽量不重叠,在同一个人类化石个体上采集第一磨牙,前磨牙和第三磨牙,第一磨牙在0至3岁形成,前磨牙在2至6岁形成,第三磨牙在9至12岁形成。氧同位素来自牙釉质,实验方法和碳同位素一样。


通过牙齿上氧同位素的比较,可以知道某个年龄阶段小孩体内水分是来自母乳还是饮用水。另外,在这一过程中,对氮元素进行比较后,还可以知道孩子营养蛋白的来源以及何时给哺乳的小孩添加食物。


揭示三:他们是移民还是本地人?


锶元素对气候环境特别敏感,不同地区的自然界里锶元素含量都不一样,因此锶同位素组成,能够反映出人体组织形成时和更新时居住地。


牙釉质形成时间较早,形成后不再变化,且不像骨骼埋藏在地下那样受矿因素的影响。因此,通过人类牙齿化石中锶同位素成分比较,可以判断人类的迁徙活动。


揭示四:反映土壤重金属污染


在20世纪90年代,科学家曾通过测量骨头化石的重金属元素,推断重金属污染在古代就通过人类活动对环境产生了影响。


但是,由于人体吸收污染物的途径很多,很难判断重金属是来自食物、土壤还是大气。特别是骨骼在土壤中留存太久,土壤重金属的迁移模糊了真相。


研究发现,冶金工业发展前,牙釉质铅含量和当时土壤铅的含量相近,目前大气中铅的含量增加400倍后,牙釉质铅含量增加幅度和大气比小得多,仍和土壤中铅的含量相似,这说明人体中铅的含量主要来自土壤。


现在科学家还可以通过牙齿中元素的成分来分析过去人类的身体健康状况。


例如,根据碳、氮等元素的成分可推断人们的发育、营养和疾病情况;


根据碳元素可推断同一遗址内人们的食物成分不同从而揭示人类的阶级分化概况;


研究相邻几个区域的地质和男女牙釉质微量元素特征,可以揭示过去人类种族之间的通婚状况;


根据牙釉质碳、氧元素组成能判断过去温度和水分变化,恢复过去的生态环境。



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标签:土壤观察 环境 土壤 追溯

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