黑死病在14世紀中期首次席捲歐洲,導致數千萬人喪生。但這並沒有就此止步——導致瘟疫的細菌鼠疫耶爾森菌 藏身於黑鼠(Rattus rattus) 體內,並在之後的數百年中,隨著跳蚤將細菌從老鼠傳播給人類,繼續引發較小規模的疫情。然後在18世紀中期,這些疫情在很大程度上停止了。這個時間與褐家鼠 (Rattus norvegicus) 的引入相吻合,褐家鼠從亞洲傳播開來,幾乎在它們的小爪子踏上歐洲大陸的那一刻起,就擊敗了黑鼠。
褐家鼠的這種佔領不僅發生在歐洲,也發生在美洲,因為這些害蟲偷偷藏在駛往大西洋彼岸的船隻上。如今,褐家鼠在北美洲東部最為普遍,但也開始在北美洲大陸西部獲得更多的立足之地。
英國萊斯特大學的分子動物考古學家 Eric Guiry 說:“褐家鼠一齣現,黑鼠就像進入了鬼城一樣。” 但是,儘管這兩種齧齒動物物種是無處不在的害蟲和疾病的關鍵傳播媒介,但科學家們對它們如何佔領北美洲知之甚少。為了拼湊這段歷史,Guiry 和他的同事對來自北美洲東部和東南部考古遺址的 311 份老鼠骨骼樣本進行了分子分析,這些樣本的年代從 1550 年代到 1900 年代初期。他們的研究結果於 4 月 3 日發表在《科學進展》雜誌上,顯示了這兩個物種之間的根本差異,併為解釋一個物種如何支配另一個物種提供了線索。
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到目前為止,重建老鼠的時間線已被證明是棘手的。從歷史記錄中我們得知,褐家鼠在 1776 年之前從歐洲抵達,大約在美國獨立戰爭時期。但是,儘管考古學家從更早時期的各個挖掘地點出土了大量老鼠骨骼,但他們無法確定這些老鼠何時生活。Guiry 解釋說,放射性碳定年法對於這一歷史時期來說過於不精確,沒有幫助。而且褐家鼠有一個不方便的習慣,即 burrowing 進入地下,因此它們在考古遺址中的存在可能是事後汙染造成的。
為了解決這個問題,研究人員從沉船老鼠身上收集了許多樣本。Guiry 說:“如果你在沉船中發現一隻黑鼠,你就知道它的年代必須追溯到那個時期。” 德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的古遺傳學家 Johannes Krause 說,這是一種“非常[創新]的方法”,他研究了褐家鼠在歐洲的引入歷史,並在自己的工作中遇到了來自 burrowing 褐家鼠的類似問題。
一些沉沒的樣本來自La Belle號的殘骸,這是一艘 1686 年在德克薩斯州海岸附近擱淺的船隻。在 1995 年重新發現的殘骸中,考古學家發現了三門青銅大炮、陶器和珠寶、一具人類骨骼——以及“非常大量的鼠 remains,”佛羅里達大學的動物考古學家、La Belle號殘骸研究的合著者 Susan deFrance 在 1990 年代說道。從 1559 年至 1760 年間沉沒的七艘船隻中出土的樣本使研究人員能夠確定,褐家鼠首次抵達北美大陸的時間早於歷史記錄所示的 1700 年代。
接下來,為了瞭解這些老鼠物種如何在陸地上擴張和爭鬥,研究人員分析了來自路易斯安那州到新斯科舍省的沿海遺址的 remains,包括 1600 年代的詹姆斯敦殖民地和新奧爾良的一個遺址,這個遺址可能激發了民歌“日升之屋”的靈感。首先,研究人員使用一種相對較新的技術——膠原肽質量指紋圖譜技術——來識別褐家鼠和黑鼠,該技術可以追蹤不同物種骨骼中膠原蛋白結構的小差異。deFrance 說,這項技術比 DNA 分析更便宜、更直接:“如果你們對所有這些都進行了古代 DNA [分析],那麼成本將是天文數字。”
然後,為了確定幾個世紀以來老鼠的飲食習慣,研究人員查看了它們骨骼中發現的碳和氮的種類。這些元素的不同同位素更有可能存在於動物體內,這取決於它在食物網中的位置。雖然科學家們在這裡可以收集到的資訊有限,但研究人員還是能夠得出結論,褐家鼠和黑鼠在飲食偏好上存在“根本差異”:褐家鼠比黑鼠吃更多的動物蛋白。
它們不同的飲食習慣意味著這兩個物種可能沒有在爭奪相同的生態位。Krause 說:“然而黑鼠仍然消失了。” 他說,“這是分子分析結果中最大的驚喜”。
Guiry 說,為什麼褐家鼠“壓倒”黑鼠“仍然是一個完全開放的問題”。一種主要的理論是,褐家鼠的攻擊性和更大的體型幫助它擊敗了黑鼠。但這無法解釋一切——Guiry 說,在世界上的某些地方,黑鼠反而占主導地位。他很希望看到在單個城市進行類似的研究,這可以為科學家提供更詳細的資訊,瞭解這種轉變是如何發生的,至少在一個地點是這樣。
Guiry 說,而且不乏老鼠骨骼來實現這一點。他說:“我能夠透過傳聞找到這些老鼠中的大多數,” 他補充說,全球還有無數更多的樣本。他目前正在彙編來自歐洲遺址的類似分析,以追蹤這些種群是如何從亞洲到達的。“我認為這裡還有很多東西有待發現。這真的只是冰山一角。”
