晚更新世马DNA揭示了双向迁徙和与气候相关的种群下降

马起源于大约四百万年前的北美。随着海平面的变化在大陆之间架起了陆桥，这匹马进入了欧亚大陆。一个由57名国际研究人员组成的团队，其中包括来自拉科塔、sqilxʷ（suknakin/Okanagan民族）、黑脚、Dene’（阿萨巴斯卡）和Iñupiaq民族的18名土著科学家，现在揭示了马种群在两个方向上多次发生大陆间交换。

这种来回的迁徙模式一直持续到5万年前至1.9万年前的最后一个冰河时期。通过将尖端的古代DNA和同位素分析与传统的土著科学知识体系相结合，这项全球研究揭示了气候变化如何影响晚更新世巨型食草动物物种的新见解。

《科学》杂志发表的“更新世晚期气候变化和马迁徙模式的可持续性见解”为当今气候和生态系统持续变化的生物多样性保护提供了重要经验。

马在塑造全球许多土著人民的世界观和科学体系方面发挥了不可或缺的作用。他们的行为、生态角色以及适应和远距离移动的能力为土著社区提供了深刻的教训，这些社区在美洲管理了2万多年的大片领土。

“我们认为马族是一个关键物种，它与其他与其有共同关系的生命形式一起，为生态系统带来了平衡，”拉科塔族传统科学家、知识守护者和领导者哈罗德·莱夫赫伦酋长说。

“在这项研究中，多个科学系统相互尊重地结合在一起，提供了我们每个人今天都可以在世界各地各自社区应用的关键知识，以保护所有生命。”

“这些知识存在于我们的歌曲、故事以及我们所承载的科学和生活方式中。唱生命之歌确保了世界的平衡，生命可以多样化，并以良好的方式继续下去，”Alth'setnay氏族的上Ahtna/上Tanana Dene（阿萨巴斯卡）长老和知识保管人Wilson Justin补充道。

如今，阿拉斯加、育空和西伯利亚的冻土保存了包括马在内的古代巨型食草动物的骨骼化石档案。

“DNA在寒冷环境中保存得最好，”图卢兹人类生物学和基因组学中心主任Ludovic Orlando博士解释道，该中心是由法国国家科学研究中心（CNRS）和法国图卢兹大学支持的多学科联合研究中心。

“在这项研究中，我们利用了最新一代DNA测序仪器的全部力量和拉科塔科学基因组原理，揭示了晚更新世期间这些地区存在的马谱系的更完整多样性，”他补充道。

在近15年的时间里，他的研究团队对年龄从几个世纪到近100万年的马的基因组进行了测序。之前的工作阐明了马驯化的各个方面，并揭示了它们与人类社会在全球传播的方式的细节。

然而，这项新研究对来自美洲和欧亚大陆的68个晚更新世马标本的基因组进行了测序，包括代表样本来源地区的专家合著者，并深入研究了洲际马迁徙，重点关注26000年至19000年前末次冰盛期之前和期间的运动。

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“我们的工作表明，仅在北美，冰盖以南就有一个独特的马系，另一个横跨阿拉斯加和育空地区，甚至在阿拉斯加最西端还有第三个马系，”拉科塔科学家、Taku Skan Skan Wasakliyapi：全球传统科学研究所（GIFTS）所长Yvette Running horse Collin博士说，他领导了这项研究的基因组测序实验室工作，并帮助确保所有土著科学协议得到应用和遵守。

“然而，我们马族亲属的自然迁徙模式清楚地告诉我们，今天的地理国界和伴随的古生物学标签并不能准确地定义或捕捉马的实际经历。”

在北美发现的上述第三马系在基因上可以追溯到欧亚大陆。它代表了乌拉尔山脉土生土长的马种群的最东端分布，随着海平面下降，一块连接西伯利亚和阿拉斯加的陆地延伸到北极并进入北美。研究表明，在5万至1.9万年前，这座陆桥曾多次被马从欧亚大陆跨越到美洲。

有趣的是，它还揭示了马在早期时期沿着相反的方向行进，沿着太平洋向南沿海岸线行进，到达中国东北部，并最终在安纳托利亚和伊比利亚半岛以西留下持久的遗传痕迹，直到全新世。

研究小组还分析了冰川后变暖时期居住在育空地区的马群，因为冰盖融化导致了新的环境条件。渥太华大学教授Clément Bataille负责协调碳和氮同位素分析，他说：“这些马生活在无冰走廊内，当时景观正从草原苔原过渡到更湿润的生态系统。”。事实证明，这一转变对马种群及其必要的生态系统不利，导致人口大幅下降。

Jane Stelkia是sqilxʷ（suknakin/Okanagan民族）的长老，该民族以她在加拿大的传统土地为基础。她是马国Snklc'askaxa周围传统科学的守护者，她证实了她的人民在药师小道上的经历，以及他们与马一起克服巨大环境和历史逆境的能力。

她说：“在这项研究中，Snklc'askaxa通过提醒我们所有生命在生命运动和变化时共同生存和繁荣的道路，为我们提供了药物。”。“现在是我们再次团结起来的时候了，帮助生命找到穿越和安全移动的开口和点。”

这些发现强调了维护支持栖息地之间持续移动的生态走廊的重要性。随着世界面临严重的生物多样性危机，这些途径似乎对保护巨型动物及其依赖和相互关联的生命形式的多样性至关重要，不仅在迅速变暖的北极地区，而且在全球范围内。

“我们与其他国家的盟友一起进行了这项研究，以向世界展示运动在维持生命方面的重要性，”拉科塔民族的传统领袖和知识守护者乔·American Horse酋长说。

他引用了“yutaŋ'kil”，这是左Heron酋长在这篇文章中提出的拉科塔科学概念，旨在帮助当今的科学和保护界了解在这些巨大的环境变化时期生命的行为。

“这一概念意味着生命从不单独移动，而是遵循其生态系统——生命必须移动才能生存。我们正在与总部设在黑山野马保护区的许多领先科学机构合作，在我们神圣的黑山赫萨帕实施这篇论文的发现。”

渥太华大学是这项研究的关键合作伙伴。Clément Bataille副教授和他的研究团队——ZoéLandry、Eve Lindroos和Auguste Hassler——利用Jan Veizer稳定同位素核心设施和AndréE.Lalonde AMS国家实验室最先进的同位素地球化学基础设施，帮助估算标本年龄，重建古代马曾经居住的环境。

Clément Bataille说：“通过将同位素数据与古基因组学和土著知识相结合，我们的研究揭示了环境变化如何塑造了晚更新世一些马种群的流动性、适应性和最终衰退。”。

这项工作体现了跨学科合作的力量，将地球化学、基因组学和土著科学结合起来，更好地了解过去气候驱动的生态变化。它还与渥太华大学通过其新的北极研究中心对以北极为重点的研究的承诺相一致，该中心促进与土著社区的伙伴关系，为当今北极最紧迫的环境和生物多样性挑战提供可持续的解决方案。p