Последние мамонты острова Врангеля. Жизнь и вымирание шерстистых мамонтов
Если тема касается мамонтов, многие представляют себе времена, когда на них охотились люди. Представляя при этом копья, камни и полураздетых дикарей. А их вымирание часто представляют, как какое-то быстрое и повсеместное событие в каменном веке, связанное как с климатическими изменениями, так и с охотой. Но не всё так просто! И мамонты были разных видов, и их вымирание происходило не так быстро и по разным причинам.
К тому же время вымирания мамонтов, часто преувеличено, ведь последние шерстистые мамонты вымерли всего 3700 лет назад на острове Врангеля.
Так что, когда в древнем Египте уже были построены пирамиды, а также во времена индской и микенской цивилизаций, хеттского царства и на фоне других событий второй половины бронзового века, включая и тысячи лет развития земледелия, на острове Врангеля мирно паслись шерстистые мамонты. А первые следы людей на острове датированы как раз периодом их вымирания. Но стоит отметить, что при этом в пределах стоянки Чёртов овраг на южном побережье острова Врангеля не найдено доказательств охоты на мамонтов, были обнаружены лишь свидетельства охоты на морских животных, таких как моржи. Если не считать того, что сами орудия и инструменты были не только из камня, но и из слоновой кости, включая и гарпуны. Но почему же вымерли мамонты?
Основные версии были сосредоточены на воздействии окружающей среды и антропогенных факторах или их комбинациях. Что касается климатических условий, то подходящие для мамонтов резко сократились до 90% между поздним плейстоценом и голоценом, а именно от 42 до 6 тыс. лет назад. Оставшиеся материковые области в середине голоцена были преимущественно ограничены сибирской частью Арктики и северо-восточной частью Северной Америки, где последние находки шерстистых мамонтов датированы ∼11 и 13 тыс. лет соответственно. Но вид сохранился в голоцене на островах Берингова и Чукотского морей. А самые последние мамонты жили на острове Врангеля, площадью 7670 км2, в 140 км от побережья материковой части Чукотки. Кстати, сейчас на острове живёт более тысячи овцебыков, которые обитали там и ранее, но были вновь завезены с середины 70-х годов.
В период предельного плейстоценового понижения уровня моря территория, охватывающая современный остров Врангеля, была частью Берингии, простирающейся от Якутии до Канады. А в конце плейстоцена, около 10.5–10 тыс. лет назад, после повышения уровня моря, Берингия окончательно распалась, а остров Врангеля был изолирован от материка и достиг современных размеров, примерно около 8 тыс. лет назад. На этом острове популяция мамонтов сохранялась ещё тысячелетия, после исчезновения на материковой части.
Интересно, что мамонты на острове Врангеля вымерли довольно резко, без признаков предшествующего спада популяции. А вот свидетельства человеческой деятельности на острове ограничены единственным археологическим объектом, стоянкой Чёртов овраг, палеоэскимосской культуры. Древние обитатели стоянки использовали её для охоты на гусей и морских млекопитающих, примерно 3650 - 3350 лет назад, чуть позже после последних датировок останков мамонтов, обнаруженных на данный момент.
Палинологические и изотопные данные с острова Врангеля свидетельствуют о том, что современные климатические условия и флористический состав были установлены после 8 тысяч лет назад, без свидетельств дальнейших колебаний в течение голоцена, включая и площадь пастбищных угодий. Хотя косвенные данные о внешних факторах не смогли дать убедительного объяснения гибели популяции мамонтов на острове Врангеля, недавние генетические исследования пролили свет на внутренние факторы, которые, возможно, подтолкнули их к вымиранию. Результаты исследований показали резкое по меньшей мере 10-кратное снижение эффективного размера популяции шерстистых мамонтов после позднеплейстоценового оледенения, когда, суша и морская акватория освобождались от покрова налегающих и плавучих ледников между 15 и 10 тыс. лет назад.
Кроме того, наблюдалась серьёзная потеря генетического разнообразия у обитающих на острове мамонтов, что является ожидаемым сигналом, согласующимся с инбридингом в малочисленных популяциях животных. А сравнение общегеномных данных мамонта острова Врангеля, возрастом 4300 лет с более древним сибирским аналогом, возрастом более 40 тыс. лет, показал большее количество делеций генов, преждевременных стоп-кодонов и ретрогенов, которые хотя и не смертельны, но могли добавить нагрузку на способность к выживанию уже борющейся популяции. Интересно, что многие из избыточных делеций генов были связаны с метаболизмом.
В связи с вышесказанным возникает интересный вопрос о том, отличалась ли популяция мамонтов острова Врангеля от материковых собратьев ледникового периода с точки зрения их питания и метаболизма. Вероятно островные мамонты меньше полагались на запасы жира. Условия на острове не способствовали этому.
Помимо генетических данных, изотопный анализ позволяет вникнуть в подробности жизни мамонтов, а именно предоставить информацию об их среде обитания, в частности, о качестве воды и питания, а также о переработки питательных веществ организмом мамонтов. Изменение изотопного состава травоядных может свидетельствовать о снижении экологической пригодности территорий с течением времени.
В новом исследовании сообщается об изотопном составе углерода, азота и серы в коллагене последней в мире популяции шерстистых мамонтов на острове Врангеля. Основная цель работы заключалась в том, чтобы оценить, существовали ли животные в привычном и оптимальном для себя экопространстве, характеризующемся высокими значениями δ 15N и низкими значениями δ 13C, или нет. Для этого исследователи сравнили изотопные значения у мамонтов на острове Врангеля, после его изоляции в голоцене, с их предками ледникового периода на материковой части. Кроме того, были объединены все имеющиеся в настоящее время изотопные данные по мамонтам острова Врангеля в попытке получить целостную картину их голоценового существования на острове. Всего в исследовании участвовало 52 образца от шерстистых мамонтов, возрастом от 42 до 4 тыс. лет, а также 6 экземпляров овцебыков и 2 от степных зубров. В качестве ориентира для островной популяции был выбран набор из 25 экземпляров шерстистых мамонтов и 6 лошадей с Быковского полуострова в Якутии.
Чтобы не утомлять методикой и подробными результатами, сразу перейду к выводам.
Изотопные данные, полученные от непосредственно датированных мамонтов острова Врангеля, указывают на то, что они не испытывали проблем с доступностью и качеством кормов. А также результаты поддерживают идею о том, что эта реликтовая популяция проживала в типичных для себя условиях, несмотря на изменение климата и снижение генетического разнообразия.
Вполне возможно, что и без того ослабленная популяция стала жертвой внезапного голода, вследствие экстремального обледенения, которое сильно ограничило доступ к пище. Голоценовые мамонты острова Врангеля были очень похожи на своих берингийских предков. Однако имеющиеся данные позволяют предположить, что они отличались от плейстоценовых материковых мамонтов Сибири, с точки зрения экономии энергии. Это, возможно, связано с метаболизмом или использованием резервных жиров материковыми мамонтами во время более суровых зимних условий. А значения изотопов серы и стронция отражают усиление влияния морских аэрозольных частиц и местных коренных пород на популяцию острова, через питьевую воду к концу периода существования мамонтов. Предположительное увеличение интенсивности выветривания подчёркивает ранее необнаруженные проблемы качества воды, связанные с высоким содержанием растворенных твёрдых веществ и очевидными периодическими выбросами токсичных элементов в речные системы. Но в целом исследование показывает, что на острове Врангеля условия окружающей среды в течение голоцена, подходили для проживания мамонтов. Это резко контрастирует с ситуацией на острове Святого Павла в Беринговом море, где мамонты были гораздо более восприимчивыми к нарушениям окружающей среды из-за ограниченного размера острова (площадь которого более чем в 70 раз меньше острова Врангеля), что в результате привело к их вымиранию без участия человека 5600 лет назад.
Хотя точную причину вымирания мамонтов трудно определить, исследователи считают, что исчезновение этого символического вида ледникового периода, вероятно, было вызвано краткосрочным кризисом, связанным с климатическими аномалиями или геохимическими факторами. Кроме того, нельзя исключать антропогенное влияние, несмотря на отсутствие реальных доказательств охоты на мамонтов.
Проще говоря, если в других частях некогда обширного ареала обитания мамонтов, прослеживаются значительные экологические изменения, то остров Врангеля оставался пригодным для обитания шерстистых мамонтов и до наших дней. Но комбинированные факторы, включая стресс из-за ограниченной площади острова и относительно небольшой популяции, с признаками инбридинга и генетическими аномалиями, довольно ослабили популяцию. А смена тактики в использовании жировых накоплений привела к неспособности жить продолжительное время без пищи. Достаточно было произойти какому-нибудь, относительно краткосрочному, климатическому событию, как, к примеру, покрытие толстой коркой льда поверхности острова, как большая часть животных могла не справиться с голодом, а оставшиеся в живых не смогли продолжить свой род и умерли от старости или были убиты прибывшими на остров людьми.
Создано на основе статьи:
Thriving or surviving? The isotopic record of the Wrangel Island woolly mammoth population
Laura Arppe, Juha A. Karhu, Sergey Vartanyan, Dorothée G. Drucker, Heli Etu-Sihvola, Hervé Bocherens
doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.105884
