新的象牙分析技术揭示了雄性猛犸象中激增的睾丸激素

根据密歇根大学领导的一项新研究，从猛犸象的象牙中提取的性激素痕迹提供了成年男性经历过霉味的第一个直接证据，这是一种睾丸激素驱动的对竞争对手男性攻击性增强的事件。

在雄性大象中，先前通过血液和尿液测试发现肌肉期间睾丸激素升高。现代大象灭绝的亲戚中的穆斯战斗可以从骨骼损伤，折断的象牙尖端和其他间接证据中推断出来。

但这项定于3月<>日在线发表在《自然》杂志上的新研究首次表明，猛犸象和大象象牙的生长层中记录了睾丸激素水平。

UM研究人员和他们的国际同事报告说，在来自西伯利亚的永久冻土保存的猛犸象牙中，每年重复出现的睾丸激素激增 - 比基线水平高出10倍。成年雄性猛犸象生活在33，000多年前。

根据研究作者的说法，在猛犸象牙中看到的睾丸激素激增与研究人员在非洲公牛象牙中观察到的与霉菌相关的睾丸激素峰值一致。“musth”这个词来自印地语和乌尔都语，意为醉酒。

“化石象牙中保存的睾丸激素的时间模式表明，像现代大象一样，成熟的公牛猛犸象经历了霉菌，”研究主要作者Michael Cherney说，他是UM古生物学博物馆的研究附属机构，也是UM医学院的研究员。

该研究表明，现代和古代的象牙都含有睾丸激素和其他类固醇激素的痕迹。这些化合物被掺入牙本质中，牙本质是构成所有牙齿内部的矿化组织(象牙是细长的上门牙)。

“这项研究将牙本质确立为某些激素的有用储存库，并为古内分泌学发展领域的进一步发展奠定了基础，”切尔尼说。“除了在动物学和古生物学中的广泛应用外，牙齿激素记录还可以支持医学，法医和考古研究。

激素是有助于调节生理和行为的信号分子。睾酮是雄性脊椎动物的主要性激素，是类固醇激素组的一部分。它在血液中循环并积聚在各种组织中。

科学家以前曾在现代和古代环境中分析过人类和动物头发，指甲，骨骼和牙齿中存在的类固醇激素。但这种激素记录的意义和价值一直是持续审查和辩论的主题。

这项新的《自然》研究的作者表示，他们的发现应该有助于改变这种状况，证明牙齿中的类固醇记录可以提供有意义的生物学信息，这些信息有时会持续数千年。

“象牙在重建猛犸象生活史的各个方面方面具有特别的希望，因为它们保留了在个人一生中形成的牙本质层的生长记录，”该研究的共同作者Daniel Fisher说，他是UM古生物学博物馆的策展人，也是地球与环境科学系的教授。

“由于肌肉与现代大象睾丸激素显着升高有关，它为评估使用象牙生长记录中保存的激素来研究内分泌生理学的时间变化的可行性提供了一个起点，”费舍尔说，他也是密歇根大学生态学和进化生物学系的教授。

在这项研究中，研究人员从西伯利亚的一只成年非洲公象和两只成年猛犸象(一雄一雌)身上取样。这些样品是根据相关法律和适当的许可获得的。

研究人员使用CT扫描来识别象牙内的年度生长增量。一个微小的钻头，在显微镜下操作，并使用计算机驱动的步进电机在一块牙本质上移动，用于研磨连续的半毫米宽样品，代表大约每月的牙本质生长间隔。

在此研磨过程中产生的粉末被收集并化学分析。

该研究需要在UM内分泌学家和研究合著者Rich Auchus的实验室开发的新方法，从象牙牙本质中提取类固醇，以便使用质谱仪进行测量，质谱仪是一种通过根据质量和电荷对离子进行分类来识别化学物质的仪器。

“我们已经开发了用于人类血液和唾液样本的类固醇质谱方法，并将其广泛用于临床研究。但一百万年来，我从未想过我们会使用这些技术来探索'古内分泌学'，“UM医学院内科和药理学教授Auchus说。

“我们确实不得不对方法进行一些修改，因为这些象牙粉末是我们分析过的最脏的样品。当迈克(切尔尼)向我展示大象象牙的数据时，我大吃一惊。然后我们在猛犸象身上看到了同样的图案——哇!

据信，非洲公象在30年被博茨瓦纳的一名猎人杀死时已经40至1963岁了。根据其象牙生长层的估计，雄性猛犸象的寿命约为55岁。它的右象牙是2007年由西伯利亚的一家钻石开采公司发现的。放射性碳测年法显示，这种动物生活在33，291至38，866年前。