利用牛牙多同位素序列分析揭示史前动物迁移与生理应激：以巨石阵新石器时代牛牙为例

推荐：研究人员通过巨石阵出土的新石器时代牛牙(M3)的序列同位素分析(δ18 OcarbVSMOW 、δ13 CcarbVPDB 、87 Sr/86 Sr和Pb同位素)，首次揭示Sr与Pb在牙釉质沉积中的非同步性特征，提出Pb峰值可能反映哺乳期骨骼动员现象，为同位素示踪技术提供了代谢干扰评估新范式。

　　

在考古学和生物地球化学领域，如何准确重建史前动物的迁移路线一直是重大挑战。传统方法主要依赖锶同位素(⁸⁷
Sr/⁸⁶
Sr)分析，但近期引入的铅(Pb)同位素体系却常出现与锶数据不匹配的现象。这种矛盾究竟反映真实的迁移事件，还是源于生物代谢差异？来自英国的研究团队通过分析巨石阵出土的新石器时代牛牙化石，首次揭示了同位素示踪中这个"黑箱"的奥秘。

这项发表在《Journal of Archaeological Science》的研究，选取了巨石阵沟渠底部出土的公元前3350-2920年牛臼齿(SH-3929)。这枚牙齿的特殊价值在于：首先，它早于英国青铜时代铅矿开采，排除了人为污染；其次，作为高冠齿(hypsodont teeth)，其序列生长的釉质可记录长达6个月的环境信息；最后，肽分析确认其为雌性个体，为研究生理应激提供了可能。

研究采用多技术联合作战：通过热电离质谱(TIMS)测定⁸⁷
Sr/⁸⁶
Sr比值，MC-ICP-MS分析Pb同位素，同位素质谱测定δ¹⁸
O和δ¹³
C，并结合肽质谱进行性别鉴定。样本制备采用钻石刀片切割、酸清洗和树脂分离等考古材料处理标准流程，确保数据可靠性。

氧同位素(δ¹⁸
O_carbVSMOW
)结果显示23.6-25.6‰的波动，对应英国降雨季节周期，证实牙齿记录了从冬季到夏季的6个月生长期。碳同位素(δ¹³
C_carbVPDB
)从-14.6‰升至-12.8‰，反映食物从森林向草原的转变。

锶同位素(⁸⁷
Sr/⁸⁶
Sr)呈现单向变化曲线(0.7144→0.7110)，符合两终端混合模型。但铅数据却出现戏剧性波动：Pb浓度在第二切片突增至0.91ppm(基线<0.15ppm)，²⁰⁷
Pb/²⁰⁶
Pb比值在第四切片达峰值0.8622(基线0.8511)，对应古生代模型年龄。这种"锶平滑而铅震荡"的模式，无法用简单的饮食变化解释。

研究团队提出创新性解释：铅的异常峰值可能反映哺乳期骨骼动员现象。雌性动物在春季分娩时，会从骨骼中调动钙质(Ca)以支持泌乳，同时释放储存的铅。同位素特征显示，这些"骨骼铅"可能源自威尔士古生代地层，与日常摄入的"饮食铅"(英格兰中生代特征)形成鲜明对比。这一发现不仅解释了同位素数据的矛盾，更开创性地将Pb波动作为生理应激的生物标志物。

这项研究的意义在于三重突破：首先，证实Sr同位素变化可能仅反映饲料来源改变而非长距离迁移；其次，揭示Pb同位素在追踪动物生育史方面的独特价值；最后，建立了评估同位素数据"代谢噪声"的新框架。正如论文结论强调的，当联合使用Sr-Pb同位素示踪时，必须考虑骨骼储存库的"记忆效应"，这对未来考古迁移研究具有方法论革新意义。

巨石阵这头"穿越时空的奶牛"，通过其牙齿中的同位素密码，不仅讲述了新石器时代畜牧管理的细节，更警示研究者：生物体的代谢活动可能在地球化学信号中留下深刻印记。这项研究为考古学、生物地球化学和生理学的交叉研究树立了典范。