Мегафауна Сибири: почему вымерли гиганты?
Куда исчезли мамонты и шерстистые носороги, единороги-эласмотерии и пещерные медведи? Принято считать, что их истребили охотники, но недавнее исследование древних геномов опровергает эту теорию. Разбираемся, что могло случиться с гигантами ледниковой эпохи.
В новом исследовании геном шерстистого носорога получили из куска мороженого мяса, извлеченного из желудка найденного в сибирской мерзлоте волка. Не то чтобы этот геном рассказал что-то поразительное о древних носорогах, но каков сам способ!
В 2011 году охотники за бивнями мамонтов обнаружили двух мумифицированных волчат, пролежавших в мерзлоте 14,4 тыс. лет недалеко от сибирской деревни Тумат. Брат и сестра были погребены во льду, вероятно, в результате обрушения логова или оползня. В их желудках обнаружили немало всякой всячины: птичьи перья, кусочки растительной пищи и даже части навозного жука. Но самой существенной частью их последней трапезы были куски сероватого мяса, покрытые прядями золотистой шерсти. По словам исследователей, мясо выглядело так, словно его только что проглотили.
Это первый случай, когда ученые получили полный геном животного ледникового периода из содержимого желудка другого животного. Исследователи сравнили его с геномами двух более древних экземпляров носорогов, обитавших в Сибири 49 тыс. и 18 тыс. лет назад. Сравнение показало, что популяция сибирских носорогов была стабильной, не демонстрировала признаков инбридинга и вымирать не собиралась. А между тем до вымирания оставалось лишь несколько сотен лет: шерстистые носороги исчезли 14 тыс. лет назад, когда в Сибири произошло сильное потепление. О точной причине вымирания до сих пор спорят, но ясно, что популяция таких огромных животных уязвима уже из-за своей немногочисленности.
Получается, пищеварительные тракты — еще один вид «генетических архивов», за которыми охотятся палеогенетики. Есть, кстати, архивы и поэкзотичнее: в 2023 году другие исследователи извлекли генетические данные шерстистого носорога из окаменевших экскрементов пещерных гиен. Где бы еще покопаться в поисках древних геномов?
Да просто в земле! Самым объемным хранилищем древних генов является почва. Вы, возможно, слышали про метагеном — набор генов всех организмов в среде. Изучают, например, метагеном обитателей кишечника конкретного человека. Или метагеном образца почвы, извлекая из него данные о ДНК древних растений, людей и животных. Так, например, исследование образцов почвы в Денисовой пещере показало, что 50 тыс. лет назад в ней бывали представители всех трех «разумных» ветвей человечества: и люди современного типа, и денисовцы, и неандертальцы.
Почва дала ученым и важнейшие данные о вымирании мегафауны ледникового периода.
Отчего все-таки вымерла мегафауна?
На этот счет давно есть две теории — климатическая и антропогенная. Современные исследования говорят о том, что к исчезновению гигантов ледникового периода привело сочетание обоих факторов, причем у нас значительно больше данных о роли климата. Но есть один серьезный аргумент в пользу антропогенного фактора: ледниковые периоды сменялись потеплением и раньше, но мегафауна при этом как-то прожила 5 млн лет.
Вот, например, что пишут в научной работе 2008 года «Изменение климата, человек и вымирание шерстистого мамонта»:
«Мы показали, что подходящие климатические условия для мамонта резко сократились и 90% его географического ареала исчезло, при этом оставшиеся подходящие районы в середине голоцена были в основном ограничены арктической Сибирью, где были обнаружены последние шерстистые мамонты в континентальной Азии. Результаты популяционных моделей также показывают, что коллапс климатической ниши мамонта привел к значительному сокращению численности его популяции, что сделало шерстистых мамонтов более уязвимыми к усилению охотничьего давления со стороны людей».
Последнее большое исследование на эту тему, вышедшее в октябре 2021 года в журнале Nature, тоже подчеркивает, что главной причиной исчезновения мамонтов было потепление. Ученые извлекали куски ДНК мамонтов прямо из почвы — по ним, кстати, видно, что во многих местах Сибири мамонты жили еще тысячи лет после того, как закончился ледниковый период. Во времена, когда в Египте начали строить пирамиды, последние мамонты еще бродили по арктическим землям (не только карликовые мамонты на острове Врангеля, про которых давно известно). Судя по ДНК в почве, популяции мамонтов постепенно становились все меньше и меньше, уменьшалось генетическое разнообразие, а значит, и возможности приспосабливаться к окружающему миру, который быстро менялся. Изучение ДНК растений в почве показало, что потепление очень сильно увеличило влажность. Из-за переувлажнения почв травы и кустарников стало меньше, «мамонтовые степи» (доминирующие на планете и очень плодородные экосистемы ледникового периода) сменились болотами, и гигантским травоядным стало не хватать еды — в этом, по данным исследования, и была основная причина вымирания.
Вот что рассказывает доцент кафедры палеонтологии геологического факультета МГУ Татьяна Кузнецова:
«Представления об огромных и лохматых мамонтах верны только отчасти. В результате наших научных исследований последних лет выяснилось, что вместе с популяциями крупных мамонтов жили и мамонты-карлики — одновременно на одной и той же территории по крайней мере последние 40 тыс. лет своего существования. В результате геохимических исследований костей выяснилось, что мамонты совершали длительные миграции — всю жизнь проводили в дороге. Мамонты были очень важным фактором формирования уникальной экологической обстановки: степи формировались благодаря тому, что мамонты жили на этих территориях.
По моему мнению, вымирание мамонтов было вызвано потеплением климата. В связи с потеплением усилилось заболачивание мест обитания мамонтов, началось сокращение пространства обитания и кормовой базы. Популяция мамонтов находилась под сильным прессингом условий окружающей среды, но, возможно, мамонтам удалось бы преодолеть это бутылочное горлышко. Однако в этот период вмешался человек и выбил последних сохранившихся мамонтов. Возможно, мои коллеги, занимающиеся изучением мамонтов Европы или более южных территорий, имеют другое представление о роли климатических изменений и человека в вымирании мамонта, но в арктических регионах Сибири, которые мы исследуем, вымирание мамонтов проходило именно таким образом».