Науковці з Канади та США дослідили древню ДНК у зразках вічної мерзлоти в Клондайку та прослідкували за зміною місцевої екосистеми з мамонтових степів на ліси та чагарники. Аналіз вказує, що з вимиранням травоїдної мегафауни орієнтовно 13 тисяч років тому відбувалася суттєва зміна рослинного покриву від переважно трав'янистих рослин до деревних та кущових. Водночас вчені виявили ДНК диких коней та мамонтів у відкладах віком близько 6 тисяч років, що на тисячоліття молодші за передбачуваний час їхнього вимирання в регіоні, оснований на вікові викопних решток. Стаття опублікована в журналі Nature Communications.
Mauricio Antón / Wikimedia Commons
Коли і чому вимерли мамонти та інші великі тварини?
За період пізнього плейстоцену (130 000-11 700 років тому) на Землі вимерло понад сто родів мегафауни — тварин, із вагою більш ніж 44 кілограми. У Північній Америці у кінці пізнього плейстоцену зникло близько 80 відсотків представників мегафауни, зокрема косматі мамонти. Щодо причин масового вимирання у наукових колах немає однозначної відповіді. Одна з гіпотез пов'язує це із різкою зміною клімату, яка відбувалася при завершенні останнього льодовикового періоду (він тривав орієнтовно до 11 700 років тому). Через потепління та зволоження ландшафт змінювався, зменшуючи придатні для мегафауни території, зокрема мамонтові степи, які були оселищами для бізонів, коней, косматого мамонта та багатьох інших тварин.
Версія, яка останнім часом отримує менше підтримки вчених, покладає вину у першу чергу на поширення нового хижака — людей (Homo sapiens). На відміну від мамонтів, людським популяціям потепління йшло на користь, даючи змогу освоювати нові території, збільшувати свою чисельність та дедалі в більших масштабах знищувати мегафауну полюванням, руйнуванням та фрагментацією природних середовищ. Точні часові проміжки, у які відбувалася зміна екосистем та скорочення популяцій мегафауни теж потребують уточнення, особливо якщо говорити про локальний масштаб. Тому вчені з Університету Макмастера та Університету Алабами з колегами-палеонтологами вирішили з'ясувати деталі щодо змін екосистеми мамонтових степів на території Канади, особливо звертаючи увагу на травоїдні види, які активно змінювали середовище випасанням, як-от мамонтів та коней.
Як вивчали давню екологічну переміну?
Дослідження проводили в регіоні Клондайку, на неосвоєній, не зледенілій території Юкон, що в Канаді. З'ясувати, що там відбувалося в часи пізнього плейстоцену, вчені спробували через вивчення древньої ДНК тварин, яка у вічній мерзлоті регіону мала добре зберегтися у відкладеннях. Відбір зразків вічної мерзлоти здійснювали на чотирьох локаціях Клондайку. Як показав подальший аналіз, вченим вдалося добути генетичний матеріал віком від 30 до 4 тисяч років.
Чию ДНК знайшли у Клондайку?
Більшу частину ДНК приписали степовому бізону (Bison priscus), косматому мамонту (Mammuthus primigenius), диким коням (Equus) та білій куріпці (Lagopus lagopus). Дещо менш численними були сліди карибу (Rangifer tarandus) та овець (Ovis), ймовірно, вівці Даля (O. dalli).
Загалом результати вказують, що скорочення чисельності мегафауни відбувалося поступово. Великі Слонові, до яких входить і мамонт, почали одними з перших зменшувати чисельність орієнтовно 20 тисяч років тому. Наступними були Коневі та Бикові, популяції яких стали скорочуватися приблизно 17-15 тисяч років тому. Зрештою, десь між 13 та 10 тисячами років тому травоїдна мегафауна на території Клондайку сягнула точки вимирання.
Автори також відмічають, що за їхніми даними коні та мамонти жили ще щонайменше 9 700 років тому, що щонайменше на 3 300 років пізніше за датування останніх викопних решток цих тварин в Алясці та Юконі (їхній вік оцінюють приблизно у 13-14 тисяч років), хоча й узгоджується із результатами деяких попередніх досліджень. Між тим, у дуже невеликій кількості ДНК коней та мамонтів знаходили в різних локаціях навіть у молодших відкладах — віком 5 700 років. Це означає, що вони могли жити приблизно на сім тисяч років довше, ніж на це вказують викопні рештки. Хоча не виключено, що виявлення ДНК у відкладеннях цього віку має інше пояснення.
Вивчення рослинної ДНК показує, що зміна тваринного світу супроводжувалася не меншими змінами їхнього середовища. Між 30 000 та 13 500 років тому регіон Клондайку був представлений переважно властивими мамонтовим степам трав'янистими рослинами, як-от злаками (Poaceae), осоками (Cyperaceae), полином (Artemesia), люпином (Lupinus) тощо. Але в час суттєвого скорочення або вимирання коней та мамонтів стала збільшуватися частка деревних та кущових рослин, наприклад, верби (Salix), тополі (Populus), берези (Betula), рододендрону (Rhododendron), ялини (Picea) та інших, а також мохів (Sphagnum) та папоротей (Gymnocarpium).
Кількість генетичного матеріалу тварин (А) та рослин (В) у відкладах різного віку. Tyler J. Murchie et al. / Nature Communications, 2021