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你是否曾經想過，你的牙齒除了能幫助你咀嚼食物之外，還保存了許多秘密？

你或許還記得高中或大學化學課上講過，元素經常以多種不同質量的原子狀態存在。

一個(ge) 經典的例子就是碳，會(hui) 以質量數分別為(wei) 12、13和14的同位素形式出現，分別以12C、 13C和 14C表示，讀作“碳12”、“碳13”和“碳14”。

在自然環境下，前兩(liang) 個(ge) 同位素是穩定的，而碳14則是放射性同位素，會(hui) 在生物體(ti) 死後以恒定的速率改變自己的原子結構。這個(ge) 放射性衰變的過程構成了碳14測年法的基礎，即剩下的碳14越少，物體(ti) 就越古老。

要解讀某些食物信號，我們(men) 需要了解植物中的碳13含量是不同的，具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 它們(men) 的光合作用過程。

植物的光合作用，圖片來源pexels

某些熱帶和亞(ya) 熱帶植物，包括很多草類、紙莎草和玉米，會(hui) 從(cong) 空氣中獲取碳元素，通過一種叫作碳四途徑的節水機製來產(chan) 生能量。

溫帶或適應寒冷氣候的植物則采用另一種產(chan) 能機製，被稱為(wei) 碳三途徑。碳三植物數量更多，占了世界上植物的大多數。雖然它們(men) 的光合作用過程在熱帶效率較低，但它們(men) 在那裏也有一定分布。

這裏的關(guan) 鍵點在於(yu) ，碳四植物中的碳13含量要遠遠高於(yu) 碳三植物，這個(ge) 差異也會(hui) 體(ti) 現在以這些植物為(wei) 食的昆蟲和動物體(ti) 內(nei) ，甚至包括處於(yu) 食物鏈頂端的動物。

因此，如果動物專(zhuan) 以碳四植物為(wei) 食，比如羚羊，它們(men) 的牙齒和骨骼就會(hui) 比其他以碳三灌木和樹木為(wei) 食的動物（如長頸鹿）具有更高的碳13含量。

古代的人類也是這張食物網的一部分，不過我們(men) 仍不清楚祖先究竟是在何時登上金字塔頂，成為(wei) 頂級肉食者的。牙齒的同位素正在幫助科學家精確判斷這一轉變的時間。

古人類學家花費了過去幾十年的時間認真測定非洲原始人類牙齒的碳同位素值，發現在幾百萬(wan) 年的時間裏，人類的飲食表現出驚人的差異。

目前經測定過的最古老物種是地猿始祖種（Ardipithecus ramidus），表現出以碳三植物為(wei) 主的碳13特征，與(yu) 現生的黑猩猩更相近，而不是更晚期的原始人類。

類似的結果還出現在兩(liang) 名源泉南方古猿個(ge) 體(ti) 上，盡管他們(men) 與(yu) 始祖地猿間相隔了200多萬(wan) 年和數千千米。

相反，東(dong) 非麵部扁平的粗壯型南方古猿類——鮑氏傍人，則表現出極強的熱帶碳四植物特征，意味著他們(men) 很大程度上以草、塊莖和莎草為(wei) 食。

草，圖片來源pexels

然而，科學家不能排除這樣一種可能性，就是他們(men) 食用了大量以碳四植物為(wei) 食的昆蟲或動物。該時期的其他原始人類，如早期人屬、非洲南方古猿和羅百氏傍人，都表現出綜合性食性。

著名的湯恩幼兒(er) 就是非洲南方古猿，種內(nei) 不同成員的碳三和碳四比例也不同，使得簡單的歸納變得更為(wei) 複雜。由於(yu) 我們(men) 不可能區分個(ge) 體(ti) 究竟是攝入植物還是食用以植物為(wei) 食的動物，所以還需要其他方法來深入探究這些線索，才能判斷早期原始人類究竟在何時從(cong) 植物為(wei) 主的飲食轉變為(wei) 添加大量肉類。

那些在追尋“原始人飲食法”的人可能有些迷茫了。我們(men) 的早期祖先及親(qin) 屬們(men) 在非洲擴散時曾嚐試過多種不同的飲食。一個(ge) 十分令人震驚的結果當屬兩(liang) 個(ge) 粗壯型南方古猿物種——鮑氏傍人和羅百氏傍人。

他們(men) 的牙齒和頭部幾乎一模一樣，但食物組成非常不同。這些非洲東(dong) 部和南部的物種在碳13和牙齒顯微磨損方麵都顯示出差異，不過各種證據的細節並不完全一致。研究他們(men) 牙齒、頜部和頭骨形態的古人類學家發現，似乎哪裏出了差錯，因為(wei) 兩(liang) 個(ge) 物種的咬合力都相當大，但好像隻有羅百氏傍人真正用到其巨大的門齒。這場涉及顯微磨損、牙齒化學和麵部大小形態的學者辯論充分顯示出，理性的人也可能針對遠古的行為(wei) 得出截然不同的結論。

關(guan) 於(yu) 走出非洲的原始人類，牙齒化學能告訴我們(men) 些什麽(me) 呢？

不幸的是，有關(guan) 最早遷徙出去的原始人類，我們(men) 極少獲得其飲食方麵的信息。非洲和歐亞(ya) 大陸上的飲食研究幾乎相差了100萬(wan) 年，一定程度上是由於(yu) 這些區域的環境曆史造成的。

舉(ju) 例來說，溫帶的歐洲幾乎全部都是原生的碳三植物，所以比較碳13數值的意義(yi) 就不大，無法判斷不同類型植物的攝入。

相反，研究歐洲原始人類的科學家主要關(guan) 注食物蛋白質中的碳和氮同位素組合，能夠幫助區分肉食動物、植食動物和雜食動物。

問題在於(yu) ，這些分析都需要有機材料，尤其是膠原蛋白——存在於(yu) 牙本質和骨骼中的重要蛋白質。但遺憾的是，水、高溫、微生物和土壤中的化學物質都會(hui) 加速膠原蛋白的分解，最終導致這種重要飲食證據永久消失。

氣候涼爽地區不到10萬(wan) 年前的個(ge) 體(ti) 最有希望能提取到膠原蛋白。大部分研究樣品都來自尼安德特人的骨骼和牙齒，因為(wei) 這種健壯的原始人類在涼爽的歐亞(ya) 大陸上十分自在。

科學家認為(wei) ，他們(men) 通過狩獵大型的植食性哺乳動物來獲取大量膳食蛋白質。歐洲史前的菜單上包括猛獁象、野牛、犀牛和野馬，其中大部分都已經滅絕。尼安德特人的同位素值與(yu) 同時生活的大部分哺乳動物基本一致，包括高等級的肉食動物，例如狼或鬣狗。

在尼安德特人的統治末期，生活在歐洲的現代人甚至具有更高的氮同位素值，說明他們(men) 具有類似的肉食習(xi) 性，甚至還包括來自淡水或海洋生態係統的食物。

肉類，圖片來源pexels

那麽(me) ，這些物種隻食用肉類嗎？

有些人指出，任何人科物種都不太可能食用像肉食性哺乳動物那樣多的肉類，因為(wei) 過高的動物蛋白水平對人類可能是很危險的，尤其是對懷孕的女性和嬰兒(er) 。

這些牙齒化學研究的局限性之一就是，肉類來源的蛋白質會(hui) 遮蓋植物的特征標記，後者在傳(chuan) 統的膠原蛋白分析中幾乎不可見。

有一種新方法主要針對氨基酸中的氮同位素。氨基酸是蛋白質的建築材料，所以這種方法或許能提供更高的分辨率。率先采用該方法的團隊報告稱，尼安德特人可能從(cong) 植物中獲取20%的膳食蛋白質。

牙齒能夠揭示我們(men) 的行為(wei) 和健康狀況，食物殘渣、細菌、DNA都在訴說著一切。

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