Якби бивні мамонта могли говорити

П’ять нових речей, які ми дізнаємось про вимерлих тварин та їх стародавніх родичів

якби

  • Facebook
  • Twitter
  • Linkedin
  • Reddit
  • Фліпборд
  • Електронна пошта
  • Друк
  • Перевидати

Допоможіть нам зробити наукові знання доступними для всіх
Підтримуйте безкоштовну некомерційну журналістику, що базується на фактах
Пожертвуйте сьогодні

Одного разу, приблизно 11 000 років тому, самотній бичачий мастодонт проплив по мілководді озера в сучасному Мічигані. Через деякий час три самки та телятко пройшли той самий шлях. На щастя для палеонтологів, багата глиною грязь заповнила сліди тварин, зберігаючи сліди і даючи вченим уявлення про соціальну структуру мастодонтів. Давно вимерлі істоти, ймовірно, жили матріархальними стадами, тоді як зрілі самці кочували поодинці, подібно до своїх сучасних родичів: слонів.

Сьогодні кількість слонів зменшилася, як і їхній діапазон. Зараз їх вважають вразливими в Африці та зникаючими в Азії. Але під час епохи плейстоцену, між 2,6 мільйонами і 11 700 роками тому, слони та їхні різноманітні родичі тупотіли вражаючими ділянками земної кулі, від Арктики до Південної Америки. Вже тоді слони були найбільш численними, різноманітними та широко поширеними з цієї групи, хоботків. Сюди також входили мамонти, мастодонти та менш відомі члени, такі як стегодони та гомфотери. Їх хоботи та бивні роблять усіх їх впізнаваними кузенами.

Завдяки викопним копалинам, збереженим слідам, недавнім знахідкам хоботів, замерзлих у вічній мерзлоті, та новим технологіям, що використовуються для дослідження цих давніх родоводів, дослідники дізнаються більше про життя та смерть хоботників, каже Даніель Фішер, палеонтолог з Мічиганського університету в Енн. Альтанка.

Дік Мол та знахідки колег із кісток маманта Юкагіра в Сибіру надихнули на створення цієї копії вимерлої тварини, бивнів, волосся та всього іншого.

КРЕДИТ: REMIE BAKKER, ТВОРЧІ РОБОТИ, ROTTERDAM

Фішер вивчає викопні бивні, оскільки вони росли протягом усього життя тварини, зберігаючи записи споживання поживних речовин та звичок. "Вони, по суті, носять із собою щоденники свого життя", - каже Фішер. Його команда тонко аналізує шари дентину в скам'янілих бивнях. Ці шари надають дані про окремі місяці, а то й тижні чи дні за життя пробосцидана.

Фішер очікує, що його аналізи дадуть відповідь на остаточне питання: Що сталося з цими істотами? Наприкінці плейстоцену більшість хоботців разом із багатьма іншими великими ссавцями зникли із Землі. Це була не раптова подія, зазначає Діміла Моте, докторант лабораторії мамології Федерального університету штату Ріо-де-Жанейро; нові знахідки викопних речовин показують, що види в деяких частинах світу трималися на кілька тисяч років, а в деяких випадках і на десятки тисяч років, довше. І все-таки до сучасності колись різноманітні хоботці - яких налічувалося близько десятка за плейстоцен - зменшились до двох-трьох видів, залежно від того, як ви рахуєте.

Сучасні слони - це останнє з довгого та різноманітного походження істот, що називаються хоботчиками, що датуються понад 40 мільйонів років тому до епохи еоцену і показані в цьому спрощеному генеалогічному дереві.

КРЕДИТ: ГАРІ ЗМІНИ/НАУКОВЕ ДЖЕРЕЛО

Два основні пояснення відходу масивних істот тривалий час обговорювались. Одне з них полягає в тому, що зміни клімату спричинили навколишнє середовище - тепліше, можливо сухіше або з більш сезонними змінами, - що більшість хоботців не терпіли. Інший полягає в тому, що люди полювали на тварин до вимирання.

Це питання із резонансом як у майбутньому, так і в минулому. Нинішнє зменшення кількості слонів може бути не новою подією вимирання, а просто хвостом поточного вимирання всіх хоботців, припускає Моте. Розуміння тяжкого становища хоботів плейстоцену може допомогти вченим передбачити або відвернути долю своїх сучасних нащадків.

Ось кілька останніх уявлень про повсякденне життя та можливе зникнення доісторичного хобосцидана:

1. Дієта мамонтів включала деякі, ну, цікаві речі.

У 2007 році оленярі в Сибіру виявили мерзлу тушку самки мамонта. По імені Люба, за дружину пастуха, який повідомив про знахідку, теля задихнулося в басейні бруду близько 40 000 років тому. Грязь зберегла не тільки її тіло, але і вміст її кишечника.

Вона споживала молоко, що не дивно для одномісячного теляти (її вік був видно з шарів дентину в зубах.) У її шлунку також були пережовані залишки рослин, проте вона ще не була дозріла, щоб зробити це сама жування.

А в кишечнику було ще щось: грибки, які зазвичай ростуть у кормі. Для Фішера та інших палеонтологів висновок був однозначним: Люба накинула фекалії мамонта, що включали як гриби, так і неперетравлені рослинні речовини.

Сучасні слони теж роблять це. Немовлята отримують мікроби, необхідні їм для травлення, з маминих відходів. Дорослі також їдять кал, практику вчені називають копрофагією. Завдяки тому, як налагоджена їх травна система, копрофагія допомагає тваринам витягувати з їжі додаткові поживні речовини.

Вчені виявили інші дивацтва в травному тракті Люби: волосся ссавців та кістка полівки. Що робили ці предмети в кишечнику травоїдної тварини? Можливо, коли весняна погода розтанула сніг і виявила накопичене сіно полівки, голодна мамонта-мама випадково з'їла тварину разом із сіном, припускає Фішер. Але поїдання гризунів також могло стати способом для мамонтів отримати додаткові поживні речовини в кінці зими.

Вчені з японського університету Джикей досліджують муміфіковані залишки стародавнього шерстистого теля мамонта на ім'я Люба. Виявлена ​​в 2007 році на арктичному півострові Ямал у Росії, Люба померла приблизно 40 000 років тому, їй було лише місяць. Шкіра та органи її добре збереглися, а дослідження вмісту шлунку та кишечника привели до нових розумінь дієти мамонта.

КРЕДИТ: RIA NOVOSTI/НАУКОВЕ ДЖЕРЕЛО

2. Шерстисті мамонти блукали холодною, але не такою сніжною землею.

Звичайно, основною стравою для пробосцидану були овочі, і види рослин, які вони їли, можуть щось сказати вченим про те, де жили тварини. Підказки містять вуглець у скам'янілих бивнях і зубах тварин. Різні види рослин містять різне співвідношення ізотопів вуглецю, що відображається в скам’янілостях зубів і дозволяє таким вченим, як Фішер, збирати інформацію про дієти. З тих самих співвідношень він навіть може зробити висновок, коли тварини жили за рахунок власних запасів жиру в зимовий час.

Ще одне свідчення - знос зубів. Трави містять мінеральні частинки, звані фітолітами, які залишають подряпини на зубах. Кущі та дерева, що містять менше фітолітів, створюють інший малюнок. Подряпини на скам'янілих зубах відображають раціон істоти в останні тижні або дні.

"Ми називаємо це ефектом" останньої вечері ", - говорить Джина Семпребон, палеоеколог з Університету Бей-Пат у Лонгмедоу, штат Массачусетс.

Стародавні мамонти та мастодонти включали записи всього свого життя у зуби та бивні. У зубі шари дентину закладаються протягом усього життя тварини. Співвідношення ізотопів вуглецю в шарах дентину можуть розповісти дослідникам про види рослин та кількість з’їдених. Подряпини на емалі також дають інформацію про те, що їли тварини.

"Що мене справді вражає в хоботниках, це гнучкість у їхньому харчуванні", - додає вона. Вони могли їсти траву або чагарники в різних місцях і в часі свого життя; принаймні один рід змінив свою перевагу в міру розвитку. Або два види в одній області можуть розділити варіанти, причому один зосереджується на кущах, а другий на луках. "Ось як ви виживаєте, довгостроково, в еволюції", - говорить Семпребон.

Висновки можуть отримати більш конкретне значення, ніж просто трави та кущі. Дік Мол, дослідник мамонта з Роттердамського музею природної історії в Нідерландах, одного разу дістав заморожену кишку того, що називається мамантом Юкагір, виявленого в сибірській області Якутія в 2002 році. Він забрав його до Нідерландів, розморозив і на його подив, він виявив, що там повно неперетравленої їжі та гною.

Мол негайно зателефонував Бас ван Гілу, палеоекологу з Амстердамського університету. Ван Гіл прибув додому до Мола через півгодини; згодом він проаналізував вміст кишечника за допомогою мікроскопії, хімії та секвенування ДНК.

Дослідники виявили гриби, що населяють гній, що підтверджує теорію копрофагії. Вони також виявили залишки рослин та пилок трав та осоки, а також трави, мохи та гілки карликової верби. Рослини були типів, пристосованих до холодних, сухих умов та відкритих просторів - середовища, яке дослідники вважають "степом мамонта".

"Шерстистий мамонт жив у холодному та сухому, майже безлісному, мамонтовому степовому середовищі", - каже Мол. За невеликої кількості снігу мамонти змогли б пообідати ліофілізованими рослинами протягом усієї зими, вважає ван Геель.

Дан Фішер з Мічиганського університету та його команда контролювали розкопки черепа та бивнів мамонта, знайдених на соєвій фермі поблизу Челсі, штат Мічиган у 2015 році. По прізвисько Мамонт щетини, після фермера Джеймса Брістла, скам'янілості були від дорослого чоловіка, який загинув більше, ніж 10 000 років тому.

КРЕДИТ: ДАРИЛ МАРШКЕ/УНІВ. МИХИГАНСЬКОЇ ФОТОГРАФІЇ

3. Шерстисті мамонти мали холод у ДНК.

Слони живуть в теплих кліматичних районах, таких як пустеля або савана. Як їхні давні родичі, шерстисті мамонти, пережили той холодний степ? У 2015 році вчені повідомили про послідовності геномів трьох азіатських слонів і двох шерстистих мамонтів. Порівнюючи ДНК давніх і сучасних істот, команда на чолі зі Стефаном Шустером, геноміком Технологічного університету Наньян у Сінгапурі, виявила відмінності в сотнях генів.

Ці генетичні відмінності, як вважають Шустер та його колеги, дали мамонтам такі пристосування, як густе хутро та менші вуха, чим краще зберігали тепло тіла. Інші характерні гени мамонта, ймовірно, зіграли свою роль у накопиченні тваринами жиру, чутливості до температури, регуляції цукру в крові та вазі. Вчені вважають, що ці пристосування також допомогли б тваринам процвітати в холод. Навіть гени, пов’язані з циркадними ритмами, відрізнялися, що могло відображати пристосування до боротьби з опівнічним сонцем арктичного літа та темними днями північної зими.

Шерстистий стовбур мамонта, знайдений у Сибіру в 2010 році, також передбачає пристосування до холоду. Шкіра тулуба містить розширення, схоже на капюшон, яке могло послужити своєрідною «хутряною рукавицею», в яку мамонт міг засунути обморожений кінчик тулуба.

4. Ви не хочете возитися з суслом.

Сучасні слони-чоловіки, приблизно раз на рік, вступають у фазу, яка називається "мушля", коли їх думки переходять до спаровування, а рівень тестостерону зростає до 60 разів, ніж зазвичай. Тижнями чи навіть місяцями вони стають агресивними, і багата тестостероном рідина капає із залоз поруч з очима.

Чи робили те саме пробосцидани плейстоцену? Хоча палеонтологи не можуть бути впевнені, факти свідчать, що вони це зробили. За допомогою КТ та інших методів дослідження шарів дентину від бивнів Фішер показав, що зрілі самці хоботів регулярно голодують, як це роблять сучасні слони під час суші.

Нарізаючи та тонко аналізуючи викопні бивні, дослідники можуть дізнатись, що їли стародавні мамонти, мастодонти та інші пробісцидани або де вони жили протягом кожного року свого життя. Більш тонкі шари можуть дозволити вченим аналізувати тижні або навіть дні за раз.

Дослідники також спостерігали докази такої залози, як у сучасних слонів, у кількох заморожених екземплярах із Сибіру. А деякі скам’янілості зберегли докази насильства між чоловіками, яке зазвичай трапляється під час суші. Наприклад, мамонти Кроуфорда, знайдені в штаті Небраска, - це два дорослі самці, які замкнули бивні навколо голови один одного і померли, ймовірно, від зневоднення та голоду, поки все ще були зачеплені разом.

Імовірність появи сусла є ще одним свідченням, поряд із слідами Мічигану, що свідчить про те, що ранні хоботці підтримували соціальну структуру, подібну до слонів сьогодні, з матріархальними стадами та одинокими дорослими самцями.

Фішер також бачить записи про репродуктивний статус жінок у бивнях. Це, мабуть, відображає повільніші або швидші темпи зростання бивня в часи поганих або багатих запасів їжі. Але у дорослих самок Фішер бачить регулярний багаторічний малюнок. Товщина річних шарів падає приблизно на 2,5 роки, потім збільшується на 1,5, роблячи чотирирічний цикл. Він вважає, що це відображає майже дворічну вагітність, подібно до періоду вагітності сучасних слонів, коли кальцій і фосфор відводяться від зубів і бивлів до зростаючого плоду. За цим, підозрює він, настане час, який мати витратила на вигодовування свого литка, яке також могло відволікати мінерали від зубів і бивнів.

5. Нові свідчення скам’янілостей мамонтів і мастодонтів натякають на людей як на головних підозрюваних у зникненні тварин. Але журі все ще немає.

У цих циклах отелення та інших моделях бивнів Фішер шукає пояснення вимирання більшості мастодонтів, мамонтів та їх родичів. Спираючись на свої нові аналізи шарів дентину та радіоактивних ізотопів у бивнях, які раніше ніколи не проводились із такою точністю роздільної здатності, він дійшов висновку, що винні мисливці за людьми. Ось його міркування щодо норм отелення:

Якби зміна клімату ускладнила мамонтам пошук їжі та виживання, тоді у них було б менше телят з більшими інтервалами між народженнями. Дослідження їх бивнів повинні відображати дефіцит харчування.

Але те, що Фішер бачить у бивнях, - це мамонти, які насолоджуються міцним харчуванням, швидким ростом та регулярним, частим розмноженням, особливо коли плейстоцен наближався до кінця. За такою схемою він передбачав би, якби мисливці відбирали членів стада, адже для тих, хто все ще живе, було б більше їжі.

У лабораторії Дана Фішера викопний бивень копіткий, складений із сотень уламків.

КРЕДИТ: ДАРИЛ МАРШКЕ/УНІВ. МИХИГАНСЬКОЇ ФОТОГРАФІЇ

"Неважливо, чи ви дивитесь на темпи приросту, ви дивитесь на вік дозрівання, перше отелення або інтервали отелення, всі вони змінюються в напрямку, передбаченому мисливською гіпотезою", - говорить Фішер. Однак він застерігає, що на даний момент він розглянув лише кілька десятків бивнів, і він хотів би мати в десять разів більше даних для побудови своєї справи.

Більшість інших вчених вважають, що зміна клімату зіграла більш важливу роль. «Загибель мамонтового степу була драматичною, - говорить Мол. Аналіз пилку в озерних відкладах відображає серйозні зміни клімату близько 13 000 років тому, коли сухий степ і пасовища переходять у вологі тундру та ліси, каже ван Гел. Плюс, додає він, волога зима означала б більше снігу, і тварини могли б намагатися знайти їжу під накопиченими заметами.

Шустер також підтримує ідею, що клімат був головним фактором. Великим пробосцидам було б важко пересуватися на мокрій землі, каже він. Крім того, його ДНК-аналіз показує, що одна група мамонтів вимерла ще до того, як люди коли-небудь потрапили в її ареал. "Ми повністю відмовляємось від цього вимирання", - говорить він.

Шустер також вважає, що переслідування такої великої тварини, як мамонт, було б ризикованою пропозицією для групи ранніх людей. Мол теж не заперечує, що люди могли вбивати мамонтів, але сумнівається, що ми їх усіх вбили.

Звичайно, відповідь не повинна бути чорною чи білою. І Мол, і Ван Геель підозрюють, що тут грали різні фактори, включаючи не тільки клімат і полювання, але також хвороби, інбридинг та ізоляцію, оскільки популяція зменшувалася.

Звичайно, цілком ймовірно, що більш ніж один фактор прирек плейстоценових хоботників, погоджується Фішер, але він все ще стверджує, що полювання було сильнішим фактором, ніж зміна клімату.

Що це означає для слонів - єдиних залишилися хоботників?

Браконьєрство та втрата середовища проживання: явні загрози для слонів

За даними організаторів Всесвітнього дня слонів, популяція слонів за останні десять років зменшилася на 62 відсотки. Африканських слонів залишилося близько 400 000, азіатських - менше 40 000. У цьому випадку зрозуміло, що вбиває слонів: браконьєрство, кероване прагненням людства до слонової кістки. Втрата середовища проживання внаслідок людської діяльності також є фактором.

Але цього разу люди звертають увагу. Завдяки Конвенції про міжнародну торгівлю видами дикої фауни та флори, що перебувають під загрозою, торгівля слоновою кісткою офіційно заборонена з 1990 року. Любителі слонів використовують трекери та інші технології для пошуку слонів та захисту їх від браконьєрів. Семпребон із затоки Бей, сподівається, що, коли люди дізнаються про чудову історію хоботників, вони будуть більше прагнути врятувати останніх.

Янтарний танець є позаштатним науковим письменником у Лос-Анджелесі. Її улюбленим місцем у світі є заповідник для порятунку слонів у Таїланді.

Поділіться цією статтею

  • Facebook
  • Twitter
  • Linkedin
  • Reddit
  • Фліпборд
  • Електронна пошта
  • Друк
  • Перевидати

Підтримка журналу Knowable

Ваша щедрість допоможе нам продовжувати робити наукові знання доступними для всіх.

Палеобіологія плейстоценових хоботчиків

ЗНАННЯЙТЕ ГЛИБОЧЕ ПОГРАННЯ | Ознайомтесь із відповідними статтями з щорічних оглядів

Палеобіологія плейстоценових хоботчиків

Палеонтологи вдосконалюють своє розуміння вимерлих двоюрідних братів слонів завдяки замороженим зразкам та профілюванню бивнів на основі ізотопів. Це дало нову інформацію про їжу, яку їли тварини, та середовище, в якому вони мешкали.

Підпишіться на розсилку журналу Knowable.