血液检测长期以来是医学与科研的重要手段。传统检测通常关注胆固醇、脂质、蛋白质等大分子指标，用于描绘机体的“代谢谱”。在此基础上，代谢组学将目光进一步聚焦到更微小的化学痕迹——代谢物，即机体在产生能量与循环利用化学物质过程中产生的副产物，以期在组织、器官乃至细胞层面获得更精细的信息。

研究人员表示，这类方法如今也被尝试用于数百万年前的动物化石，并形成所谓“古代代谢组学”。其核心思路是：在骨骼形成过程中，特殊细胞分泌以胶原蛋白为主的软基质，随后结晶硬化为多孔结构；血液中的代谢物会在这一过程中从血管渗出，并因分子极小而被困在骨基质的纳米级空间内。研究人员指出，这些空间尺度远小于细菌和真菌，微生物难以进入；同时，骨矿物结构在微观尺度上含有微量水分，有助于代谢物在化石中长期保存。

基于这一保存机制，研究人员认为，化石中的代谢物可为生物人类学等领域提供关于远古生物（包括早期人类相关物种）的健康状况、饮食结构、所处环境与演化线索。相关研究样本包括：坦桑尼亚奥杜瓦伊峡谷约180万至170万年前的啮齿动物化石、马拉维奇翁多地层约240万年前的象牙化石材料，以及南非马卡潘斯加特约300万年前的一块羚羊骨化石。上述地点也出土过人类古亲属（南方古猿属、副猿属和早期人属）的化石。

研究人员称，过去一个世纪，重建早期人类生活与适应环境的方法主要依赖地质线索以及动植物化石证据。古代代谢组学则提供了补充路径：通过分析动物骨骼中植物摄入后留下的化学痕迹，建立一种“分子生态学”方法来描述古代栖息地。研究人员表示，代谢物信息可用于刻画土壤pH值、最低与最高降雨量及温度、树木覆盖类型，以及植物生长的海拔高度等更为具体的环境指标。

在方法流程上，研究团队建立了化石样本的提取与鉴定步骤：将不大于豌豆大小的骨块置于含弱酸的试管中缓慢溶解矿物质，过程持续数天，以尽量避免破坏代谢物；随后使大分子蛋白沉降，并通过高速离心分离出更小、更轻的分子；最终将含代谢物的溶液注入质谱仪测量小分子化合物质量，并与已知质量库比对以识别代谢物。

研究人员将化石中检出的代谢物分为两类：一类为动物体内产生的“内源性”代谢物，可提供健康与生理状态线索；另一类为来自食物来源的“外源性”代谢物，尤其是植物代谢物。研究人员指出，植物代谢反映其对环境的生理适应；当动物摄食植物后，植物代谢物会在动物血液中循环，并在骨骼发育过程中被“记录”下来，从而为动物饮食与环境重建提供证据。

在具体发现方面，研究人员表示，部分化石样本中识别到一种代谢物，来源于可引发人类昏睡病的寄生虫；该病由受感染的采采蝇叮咬传播，野生动物可作为相关寄生虫宿主。研究人员称，由于采采蝇对环境条件敏感，这一线索可为环境重建提供辅助信息。

此外，研究团队在化石中识别到的植物代谢物显示，坦桑尼亚与南非相关遗址在当时可能较现今更湿润、最低气温更高，景观中森林遮荫更多，呈现混合型、季节性干湿交替的热带栖息地特征；马拉维遗址的重建结果同样指向更湿润的环境，并存在干湿季节交替。

研究过程中，团队还报告了一项与土壤相关的意外结果。研究人员起初将化石周围的古老土壤（古土壤）代谢物视为潜在污染来源，计划在分析中剔除。但在对比分析遗址附近、骨骼未接触土壤的同种现代动物代谢物后，研究人员发现现代与化石动物共享大量古土壤代谢物。研究人员据此认为，古土壤可能反映了当地生物群的生命活动：当植物与动物在土壤上生存，其代谢物会成为土壤基质的一部分，动物与土壤通过共享代谢物形成联系，这些物质流动不应简单视为污染。

研究人员表示，利用化石骨骼与牙齿中的代谢物作为重建古代环境的生物分子方法仍属新兴方向，未来或可使对过去栖息地的描述接近现代生态调查的精细程度。

本文内容据The Conversation文章信息整理。