引言
鳄鱼（Crocodylia）包含约30种半水生掠食者，广泛分布于全球的热带和亚热带地区。然而，它们的分类学和形态多样性较低，给物种鉴定带来了挑战，尤其是在考古学研究中。鳄鱼形态的系统发育分析主要依赖于颅齿特征，238个形态特征中有192个来自颅骨部分，仅有46个来自颅后部分（Jouve等人，2015年）。此外，鳄鱼的背甲骨（osteoderms）在物种层面难以识别，除非拥有近乎完整的骨架。
为了解决这一鉴定难题，本研究采用了质谱技术（ZooMS；Buckley等人，2010年），这是一种利用胶原蛋白肽指纹图谱进行动物考古学鉴定的方法。ZooMS在过去十年中发展迅速，已成功应用于多种物种的鉴定，包括绵羊和山羊（Buckley等人，2010年）、海洋哺乳动物（Buckley等人，2014年；Speller等人，2016年）、海龟（Harvey等人，2019年）、龟类（van der Sluis等人，2014年）、两栖动物（Buckley和Cheylan，2020年）、鱼类（Harvey等人，2018年；Richter等人，2011年）、蛋壳（Presslee等人，2017年；Stewart等人，2013年）以及鸟类（Codlin等人，2022年；Eda等人，2020年；Eda等人，2023年）。该方法尤其适用于形态难以辨认的骨骼鉴定（Welker等人，2015年）。
Alligator sinensis目前的分布范围仅限于中国安徽省的一小部分地区。然而，历史记录显示其过去分布范围更广（Thorbjarnarson等人，2002年；Thorbjarnarson和Wang，1999年；Jiang，2010年；图1）。
最古老的Alligator sinensis化石发现于河南省的贾湖遗址（距今9000–7500年），属于新石器时代早期（图1）。中国长江中下游和黄河流域的新石器时代遗址也出土了鳄鱼骨骼。浙江省杭州湾南岸的天螺山遗址也发现了鳄鱼遗骸（Jiang，2014年；Matsui和Kikuchi，2016年；图1）。此外，在跨湖桥遗址（距今8000–9000年）、马家浜遗址（Chang，1986年；Jiang，2014年）以及河姆渡遗址（距今7000–5000年，位于天螺山东南7公里处，Wei和XU，Y.，1981年；ZPICRA，Z.P.I.，C.R.，2003年；图1）也发现了Alligator sinensis骨骼。黄河流域晚新石器时代的龙山文化遗址中发现的鳄鱼背甲骨暗示这些鼓可能是用鳄鱼皮制成的（Chen，1991年；Gao，2020年；Zhou，1982年）。这些鳄鱼遗骸证明了龙山文化时期存在广泛的交流活动（Gao，2020年；Xu，2021年）。不过，一些研究者认为距今4500–4000年的Alligator sinensis遗骸属于黄河地区的本地物种（Zhang等人，2021年；Zhou，1982年）。这一时期属于高温暖期，气温比现在高2–3度，因此Alligator sinensis的分布范围可能扩展到了北纬30–31度以北的黄河流域（Zhu，1973年）。在中国广东省珠江三角洲青铜时代（距今3300–2900年）发现的Hanyusuchus sinensis是一种已灭绝的物种，历史文献和考古遗骸均证实了其与人类的共存。该物种与Tomistoma schlegelii和Gavialis gangeticus有密切亲缘关系（Iijima等人，2022年）。这些发现可能促使人们重新评估汉字“龙”的起源（Aoki，2001a；Aoki，2001b）。相比之下，Crocodylus porosus在历史上被称为“蛟”，曾栖息于中国广东和海南地区（Takashima，1955年；Zhou，1982年）。这两种物种都因人类活动而灭绝。但在高温暖期，Crocodylus porosus和Hanyusuchus sinensis的地理分布可能比青铜时代更向北扩展。因此，浙江省杭州湾南岸的天螺山遗址发现的鳄鱼遗骸可能反映了东亚地区的鳄鱼多样性。
本研究将ZooMS应用于浙江省天螺山遗址（距今7000–5500年）的鳄鱼骨骼，尝试鉴定这些考古标本，涉及的物种包括Alligator sinensis、Crocodylus porosus和Tomistoma schlegelii。本研究旨在建立一种标准方法，用于鉴定考古遗址中的鳄鱼，并重新评估东亚地区的鳄鱼多样性及其与人类的关系。
部分内容
天螺山遗址样本
天螺山遗址的样本包括
Alligator和未确定的鳄鱼遗骸。鉴定出的材料包括一块右下颌骨（图S1.1、S1.2、S1.3），归类为
Alligator sp.，以及一些背甲骨（图S1.4），归类为
Crocodylia indet.该下颌骨具有Alligatoridae科的关键共有特征，如第四和第十齿槽之间的轻微弯曲、延伸至第五齿槽的Meckelian沟以及前孔
现代亚洲鳄鱼物种间的胶原蛋白序列差异
对7个现代鳄鱼样本的TOF-MS分析产生了每个物种独特的胶原蛋白肽指纹图谱。TOF-MS分析每个样本最多产生了100个肽指纹峰（图2）。LC-MS/MS分析确定了每种胶原蛋白（I）生物标志物中的氨基酸序列（表3，图3A、C、D），其中COL1Α2 502-519序列被选为代表性序列。氨基酸序列对比列表见补充文件（表S1–3）。
Archelosauria、Archosauria和Crocodylia中的ZooMS生物标志物
将之前的龟类和鸟类的ZooMS研究结果与新的鳄鱼生物标志物进行比较，发现它们在更高分类水平上具有共同的肽序列。
峰值1572.8（m/z；+1；COL1Α1 238-251）、1459.8（m/z；+1；COL1A1 688-704）和1221.7（m/z；+1；COL1Α2 978-990）在Archelosauria（包括龟类和Archosauria）中表现出保守性序列。分子证据表明龟类是Archosauria（包括鳄鱼和鸟类）的姐妹群
结论
本研究证明了质谱技术（ZooMS）在鉴定中国天螺山遗址鳄鱼遗骸方面的有效性。胶原蛋白肽指纹图谱技术实现了物种级别的鉴定，明确了Alligator sinensis、Tomistoma schlegelii和Crocodylus porosus的存在。研究还强调了特定胶原蛋白标志物的稳定性以及成岩作用对肽序列的影响
作者贡献声明
田中美宇：撰写初稿、数据可视化、验证、调查、正式分析、数据管理、概念构思。枝田雅志：撰写、审稿与编辑、资源提供。小林良嗣：撰写、审稿与编辑、监督、项目管理。泉宏江：资源提供、调查。菊池宏树：资源提供、调查。孙国平：调查。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢Wada博士、Cholawit Thongcharoenchaikit博士、Ijima博士和Kudo Tomomi在样本收集方面的协助。同时感谢Tsujigiwa博士和Inaba Hayato在PEAKS分析和数据解释方面的支持。特别感谢北海道大学中央同位素科学研究所的Kenji Abo和Seiko Oka以及全球研究设施联盟中心的支持
资助
本研究部分得到了JSPS KAKENHI项目（编号JP15H05966、JP15K12439、JP18K18521和JP20H05819）的资助。此外，本研究还获得了北海道大学理学部的优秀研究鼓励奖（2019年）和北海道大学EXEX博士奖学金（2024年）的支持（作者所属项目）。
数据集
