Мамонтов та іншу арктичну мегафауну згубив ріст вологості

Мамонти, шерстисті носороги та інші представники мегафауни існували на Землі набагато довше, ніж прийнято вважати. При цьому погубили їх не мисливці, а потепління клімату і зростання вологості, через які суха мамонтова степь поступилася місцем іншим типам рослинності. Такого висновку дійшла команда біологів, проаналізувавши екзогенну ДНК зі зразків озерних відкладень і багаторічної мерзлоти віком до п'ятдесяти тисяч років. Результати дослідження опубліковані в статті для журналу.

Всього кілька десятків тисяч років в Арктиці жили численні великі травоїдні: вовнисті мамонти () і носороги (), степові бізони () і дикі коні (). Майже всі вони вимерли на рубежі плейстоцену і голоцену близько дванадцяти тисяч років тому, хоча, наприклад, популяція мамонтів з острова Врангеля існувала ще близько чотирьох тисяч років тому. Згідно з найбільш популярною гіпотезою, північна мегафауна зникла з вини людей, які активно полювали на її представників. Інша версія передбачає, що мамонти та інші великі ссавці стали жертвами кліматичних змін. Можливо також, що до їх вимирання призвело поєднання двох цих факторів.

Команда фахівців, яку очолив Еске Віллерслев (Eske Willerslev) з Кембриджського університету, вирішила більше дізнатися про те, як арктичні екосистеми змінювалися на рубежі плейстоцену і голоцену. Дослідники зібрали 535 зразків пухкої багаторічної мерзлоти і озерних відкладень із сімдесяти чотирьох точок по всій Арктиці, від Скандинавії і Сибіру до Аляски і Гренландії. Вони відповідають часовому діапазону від п'ятдесяти тисяч років тому до сучасності. Потім з цих зразків виділили екзогенну ДНК і провели метагеномний аналіз, щоб з'ясувати, яким організмам вона належала.

На основі отриманих даних вчені змогли реконструювати рослинний покрив різних ділянок Арктики за останні п'ятдесят тисяч років. Виявилося, що на початку цього періоду регіон був покритий мозаїкою з чагарників, різнотрав'я і злаків. Домінуючою групою аж до 19 тисяч років тому залишалося різнотрав'я. Сосни і ялини зустрічалися в Арктиці рідко, а листяниці і зовсім були відсутні, що вказує на дефіцит опадів і вкрай низькі температури. В цілому межа деревної, а також водної, рослинності проходила набагато південніше, ніж зараз.

Починаючи з п'ятдесяти тисяч років тому різноманітність арктичної флори поступово збільшувалася і досягла піку приблизно 26,5 тисячі років тому, до початку максимуму останнього оледеніння. Тоді в багатьох точках клімат став найбільш сухим і холодним за весь досліджений період, через що трав'янисті рослини стали куди менш різноманітними. Втім, потепління, що почалося після максимуму останнього оледеніння, також не пішло на користь різнотрав'ю і злакам. До початку голоцену в Арктиці різко скоротилися чисельність і різноманітність полину () і м'ятлика (). Натомість регіон освоїли представники роду, а також дерева, в першу чергу верби та берези. В результаті адаптований з холодному сухому клімату мамонтовий дощ поступився місцем менш різноманітним екосистемам, в яких домінували дерева і чагарники. При цьому якщо до і під час максимуму останнього оледеніння більшу частину Північної Євразії і півночі Північної Америки покривала однорідна мамонтова степь, то з потеплінням клімату рослинність на різних ділянках стала розвиватися різними шляхами.

У Північно-Західному і Центральному Сибіру мамонтовий дощ протримався найдовше. Хоча полин і м'ятлик в цьому регіоні частково змінилися більш пристосованим до теплого клімату різнотрав'ям, в цілому місцева рослинність мало змінилася на рубежі плейстоцену і голоцену. Протягом більшої частини голоцену вона все ще являла собою мозаїку з степу і тундри. Ймовірно, це пов'язано з впливом сибірського антициклону, який скорочував кількість опадів у регіоні і пом'якшував наслідки зростання температур на місцеву рослинність.

Скориставшись аналогічною методикою, Віллерслев і його колеги реконструювали фауну мамонтового степу. Виявилося, що багато тварин, які населяли цей регіон у плейстоцені, сусідили один з одним. Наприклад, екзогенна ДНК північних оленів, зайців і полювок часто виявляється на тих же ділянках, що і ДНК мамонтів і коней. При цьому генетичні свідчення присутності людей в Арктиці залишаються рідкісними аж до чотирьох тисяч років тому і практично не корелюють з наявністю ДНК травоїдних за винятком зайців. На думку авторів, це спростовує ідею про те, що стародавні люди, які жили у високих широтах, слідували за стадами мегафауни і винищили їх у результаті активного полювання.

Додатковий аналіз показав, що на ділянках з рясними опадами і великою кількістю вологолюбних рослин було менше великих і дрібних травоїдних. Судячи з усього, саме вологість була головним фактором, що визначав розподіл арктичної мегафауни. Це не дивно, адже глибокий сніговий покрив взимку сильно ускладнює травоїдним доступ до їжі. Навпаки, в сухих умовах, які були характерні для мамонтового степу, снігу випадало небагато - а значить, тварини легко могли дістатися до прихованої під ним рослинності. Віллерслев і його співавтори припускають, що саме зміни клімату, які зробили Арктику більш вологою, згубили місцеву мегафауну.

На останньому етапі дослідження члени команди вирішили з'ясувати, коли саме вимерли останні мамонти, дикі коні та інші великі арктичні травоїдні. Наявні датування засновані на викопних залишках, однак вони недостатньо точні і регулярно зсуваються завдяки новим знахідкам. Замість них автори скористалися екзогенною ДНК. Аналіз призвів до несподіваних результатів: виявилося, що арктична мегафауна в континентальних частинах Євразії і Північної Америки існувала набагато довше, ніж прийнято вважати. Наприклад, на північному сході континентального Сибіру мамонти жили ще 7,3 тисячі років тому (а не зникли 10,7 тисячі років тому, як вважалося раніше), а в Північній Америці - 8,6 тисячі років тому (тут їх зникнення датували 13,8 тисячі років тому). На Таймирі ці тварини могли протриматися до 3,9 тисячі років тому. Шерстисті носороги, судячи з екзогенної ДНК, вимерли 9,8 тисячі років тому, коні на Алясці і в Юконі - 7,9 тисячі років тому, а степові бізони на північному сході Сибіру - 6,4 тисячі років тому. Згідно з попередніми оцінками, всі ці види вимерли набагато раніше.

На думку вчених, великі травоїдні виживали в голоцені лише там, де збереглися ділянки сухого мамонтового степу. Коли останні осередки цієї екосистеми зникли через зростання вологості, слідом за ними вимерли і залежні від неї тварини. При цьому в деяких регіонах мегафауна співіснувала з людьми протягом приблизно двадцяти тисяч років, що додатково ставить під сумнів ідею про полювання як головну причину її зникнення.

Біолог Джордж Черч і підприємець Бен Ламм створили компанію Colossal, яка займеться «воскресінням» мамонтів. Фахівці сподіваються, що вже протягом чотирьох-шести років отримають дитинчат генетично відредагованих морозостійких слонів з ознаками мамонтів.