破解澳大利亞史前巨蛋之謎 _澳大利亞

大約5萬年前，巨型鳥類Genyornis在澳大利亞滅絕。（吉福德米勒，作者提供）
據美國物理學家組織網（作者：Matthew James Collins、Beatrice Demarchi 和 Gifford Miller，The Conversation）：這是一個長期流傳的澳大利亞偵探故事。從 1980 年代開始，研究人員發現了蛋殼碎片，在極少數情況下還發現了全蛋，暴露在該國干旱地區（覆蓋了澳大利亞大部分陸地）內侵蝕的沙丘中。
一部分貝殼與鴯鹋產下的蛋相匹配，但其余的屬于一個神秘的物種。研究人員最初確定蛋殼屬于一種名為Genyornis的巨型滅絕鳥類。但最近，一群科學家挑戰了這一觀點。
在人工智能軟件的幫助下，我們的團隊現在已經解決了這一科學爭議，表明Genyornis確實是產下這些蛋的鳥。我們與世界各地的同事一起，在《美國國家科學院院刊》上發表了研究結果。
Genyornis 是一種不會飛的鳥，身高在 2 米到 2.5 米之間，曾經在澳大利亞陸地上漫游。蛋殼碎片是關于這種滅絕生物的重要證據，因此確定產卵它們的鳥的身份至關重要。
一些貝殼碎片已有40萬年的歷史，而最年輕的則有大約5萬年的歷史。以前的研究表明，一些最年輕的蛋殼已經被燒毀，但不是野火的方式。相反，科學測試指出人類將雞蛋煮熟作為食物。
Genyornis 貝殼消失的時間段（50 ， 000 年前）與人類首次抵達澳大利亞的時間相吻合。因此，這一發現提出了我們物種導致其滅絕的可能性。
縮小候選人范圍
蛋殼碎片于1981年由阿德萊德弗林德斯大學的地質學家和脊椎動物古生物學家Dom Williams首次發現。他提出，這些碎片來自Genyornis，它屬于一群被稱為雷鳥的滅絕生物。
在1990年代，包括澳大利亞國立大學的John Magee和本文作者之一Gifford Miller在內的一個團隊提供了在數千個干旱地區收集的類似貝殼碎片的確切日期。Genyornis是許多大型動物之一 - 被稱為“巨型動物” - 曾經在澳大利亞漫游并大約在同一時間消失。米勒、馬吉和其他人的工作將5萬年前的明確日期定在了這次滅絕事件上。
蛋殼與Genyornis的關聯從1980年代開始被廣泛接受，直到最近，它受到澳大利亞弗林德斯大學的一組科學家的挑戰。根據蛋殼的大小和結構，他們主張不同的父母。他們最喜歡的候選者是Progura ，一種10公斤的現代鳥類的滅絕親戚，如刷火雞和馬利夫雞。
屬于這一組的活鳥 - 被稱為巨足 - 建造土丘來孵化它們的蛋。科學辯論在學術期刊上展開，雙方都沒有讓步。
尋求解決方案
為了找到解決方案，認為卵子屬于Genyornis的科學家轉向了DNA 。盡管成功地從新西蘭滅絕的恐鳥的卵中提取了遺傳信息，但最先進的DNA測序技術在這種情況下卻陷入了空白。這些分子在澳大利亞炎熱的陽光下經過5萬年后過于降解。
然而，蛋白質 - 細胞的分子構建塊 - 可以提供類似的信息，并且可以比DNA持續更長時間。在我們的研究中，我們使用了一種稱為氨基酸外消旋化的技術來鑒定具有最保存最完好蛋白質的殼片段。
作為工作的一部分，我們的團隊能夠從澳大利亞蛋殼中檢索部分蛋白質序列。然后，我們使用谷歌擁有的人工智能實驗室DeepMind的名為AlphaFold的軟件來生成分子的預測結構 - 這是第一次針對古代蛋白質進行預測。
我們中的兩個人，Matthew Collins和Beatrice Demarchi，聯系了Bird 10 ， 000基因組（B10K）項目。這為自己設定了一個雄心勃勃的目標，即對所有鳥類物種的基因組進行測序。
B10K項目成員Josefin Stiller將重建的蛋白質序列放在“家譜”中，顯示鳥類之間蛋白質的差異。這些蛋白質足夠完整，可以解析神秘蛋在這棵蛋白質序列樹的深枝中的位置，但沒有足夠的診斷能力來唯一地識別親鳥是什么。
然而，正如我們最新論文中所詳述的那樣，蛋白質序列能夠最終排除親本是巨螨。由于沒有其他候選鳥類，我們得出結論——正如威廉姆斯在1980年代首次提出的那樣——蛋殼屬于Genyornis 。
這意味著我們可以自信地解釋鎖定在貝殼中的其他證據，這些證據對Genyornis如何滅絕以及為什么與它一起生活的鴯鹋幸存下來有關。
挑食者
同位素是不同形式的化學元素，可以記錄有關飲食和氣候等因素的信息。蛋殼碎片中的碳同位素提供了有關鳥類飲食的信息，并表明Genyornis比鴯鹋更挑食。氧同位素可用于跟蹤干旱，并表明在Genyornis蛋殼消失時，條件越來越干燥。
在以前的工作中，米勒和他的同事分析了Genyornis滅絕的時間窗口內鴯鹋蛋殼中的相同同位素，發現夏季草突然從鳥類的飲食中消失了。這與季風降雨的大幅減少是一致的。
這些發現表明，Genyornis已經在某種程度上容易受到不斷變化的環境的影響，但另一個因素可能對它的最終命運很重要。
再加上缺乏來自Genyornis骨骼的直接捕食證據，燒焦的蛋殼表明 - 就像世界其他地方一樣 - 人類的壓力可能是最終導致這些令人印象深刻的鳥類滅絕的一個因素。