Шерстистый носорог, большерогий олень, пещерный медведь, саблезубые тигры… Когда ледниковый период наконец подошел к концу, и климат стал меняться, крупные млекопитающие начали вымирать. Долгое время считалось, что в этой волне с лица земли могли исчезнуть и шерстистые мамонты.
В ледниковый период на территории северного полушария, от Испании до Аляски, было много мамонтов. Когда условия стали более суровыми, число мамонтов сократилось, но они все же не вымерли.
Однако им было нелегко. Из-за холодного климата площади степей в Евразии и Северной Америке сократились, и пищу нужно было искать в более северных регионах, где благоприятные условия для существования мамонтов сохранялись дольше.
Можно было бы сказать, что этот вид неминуемо ждало вымирание — если бы группа мамонтов не нашла себе убежище на севере Сибири.
Жизнь, отрезанная морем от остального мира
Последним местом обитания мамонтов стал остров Врангеля в Северо-Восточной Сибири. На острове, отрезанном от остального мира, мамонты жили еще долгое время после того, как их континентальные сородичи вымерли.
Четыре тысячи лет назад популяция острова еще была жива. На острове Врангеля мамонты просуществовали на семь тысяч лет дольше, чем континентальные стада мамонтов.
Вплавь на остров добраться было нельзя.
«Десять тысяч лет назад территория острова Врангеля была частью континента. Мамонты жили на этой территории, когда уровень моря начал подниматься, и постепенно территория отделилась от континента и стала островом», — объясняет Лаура Арппе (Laura Arppe), заведующая Музеем естествознания в Хельсинки.
@luomus tutkija Laura Arppe johtaa tutkimusta Wrangelin saaren viimeisten mammuttien kohtalosta @LifeSciHelsinki https://t.co/qBoEvIjK5N
— Laura Hiisivuori (@hiisivuo) 23 октября 2019 г.
В исследовании под руководством Арппе международная группа ученых решила выяснить причины вымирания мамонтов. Почему они вымерли и на острове Врангеля? Предыдущие исследования не смогли это установить.
«Жизненное пространство сокращалось, но восемь тысяч лет назад оно достигло довольно стабильного состояния. Как показывают исследования растительности острова, крупнейшие изменения произошли уже в начале голоцена», — рассказывает Арппе.
Голоцен, геологическая эпоха, в которой мы живем и сейчас, началась после ледникового периода (приблизительно 12 тысяч лет назад — прим. перев.).
Необычные образцы заслуживали тщательного изучения
Кроме исследователей Хельсинкского университета изучением причин вымирания мамонтов занимались исследователи немецкого Тюбингенского университета и Центра Шенкенберга, а также специалисты Российской академии наук.
«Известно, что остров Врангеля был последним местом, где жили мамонты. Уже то, что мы располагаем такими необычными образцами, безусловно, мотивировало нас изучить их максимально хорошо», — говорит Арппе.
Обнаруженные на острове Врангеля зубы и кости сравнивались с образцами, обнаруженными на континентальной части северной Сибири, на Аляске и в Юконе. Самому древнему образцу больше 40 тысяч лет, самый «свежий» образец был обнаружен на аляскинском острове Сен-Пол. Там мамонты вымерли 5600 лет назад.
Исследование находится в свободном доступе в издании «Исследования в области четвертичной науки» (Quaternary Science Reviews).
Лаура Арппе специализируется на теме с длинным названием: стабильные изотопы в палеоклиматологии. Это означает, что она занимается изучением древних условий жизни по стабильным изотопам, присутствующим в химических элементах.
Гипотеза исследования заключалась в том, что анализ изотопов углерода, азота и серы в зубах и костях мамонтов мог бы рассказать об изменении климата на острове Врангеля и о постепенном сокращении экологической ниши мамонтов как на континенте, так и на других территориях.
«Вывод о среде обитания мамонтов и об их рационе можно сделать в первую очередь по анализу углерода и азота», — объясняет Арппе.
Рацион был на удивление нормальным
Исследователи предполагали, что рацион мамонтов, живших на острове Врангеля, сильно отличался от рациона мамонтов, живших в Сибири и на Аляске и вымерших в ледниковый период.
Однако результаты свидетельствовали о другом.
«Эти данные нас поразили. Судя по анализу изотопов, рацион мамонтов на острове Врангеля не отличался от рациона их предков, погибших в ледниковый период. Он был практически идентичен рациону сибирских мамонтов, живших в ледниковый период», — рассказывает Арппе.
В связи с этим самая очевидная гипотеза не подтвердилась: причина вымирания мамонтов на острове Врангеля заключалась не в том, что у животных закончилась подходящая для них пища, или в том, что они не получали необходимого количества питательных веществ.
Изотопы рассказали только об изменениях, происходивших на протяжении долгого периода времени
Неужели загадка так и осталась неразгаданной? В какой-то степени, признает Арппе.
«Изотопный анализ костей может рассказать об образе жизни на протяжении долгого периода времени», — объясняет она.
Однако и то, что ничего не было обнаружено, содержит в себе ответ или подводит к нему.
«На основании того, что мы не увидели больших изменений, мы представили в качестве окончательного варианта причины вымирания какое-то неожиданное событие. Используя нынешние методы, мы не сможем выяснить, что произошло».
Недавний пример такого события — случай на Шпицбергене: после окончания зимы 2018 года там было обнаружены останки 200 северных оленей, которые не смогли добыть себе пропитание из-под сугробов, покрывшихся ледяной коркой после прошедших проливных дождей.
Мутация негативно повлияла на использование жировых запасов
В связи с тем, что популяция мамонтов на острове Врангеля была изолирована от остального мира, имел место инбридинг. Возможно, это негативно сказалось на способностях мамонтов к выживанию в период природных катаклизмов.
Важными могли быть и различия в объеме жиров и углеводов, получаемых островными мамонтами и сибирскими мамонтами, жившими в ледниковый период. Это было установлено по результатам изотопного анализа углерода.
Ранее анализ ДНК подтвердил, что у мамонтов, живших на острове Врангеля, произошла мутация, повлиявшая на жировой обмен.
Ответ можно найти при помощи анализа зубов
На неожиданное прекращение популяции мог повлиять катаклизм, который уничтожил динозавров 66 миллионов лет назад. А что, если мамонты тоже погибли от астероида, упавшего из космоса?
Лаура Арппе улыбается.
«Это не отразилось бы на изотопном анализе. Так что с имеющейся у нас информацией мы не можем исключить такой вероятности».
Правда, она не верит, что главной причиной исчезновения мамонтов мог бы быть метеорит. Возможно, причину удастся выявить при помощи новых изотопных анализов.
«Возможности, конечно, есть. Только образцы надо брать иначе».
«Можно было бы изучить слои дентина таким образом, чтобы получить данные даже о кратких промежутках времени и, возможно, наконец разобраться в том, что же в итоге произошло с мамонтами».
Закончилась чистая вода?
Одна из гипотетических причин вымирания мамонтов — жажда. Было замечено, что химический состав речной воды на острове Врангеля иногда является непригодным для животных, рассказывает Арппе.
«Из скалистой поверхности острова в воду попадает большое количество солей и, к примеру, тяжелых металлов, которые могут быть ядовитыми. Если выветривание пород усиливается, то элементов может высвобождаться еще больше».
В анализах изотопов были получены результаты, подтверждающие эту версию.
«Судя по результатам анализа изотопов серы и стронция, выветривание пород активизировалось в середине голоцена, то есть в тот период, когда состояние мамонтов ухудшилось. Вполне возможно, что запасы питьевой воды на острове Врангеля время от времени становились непригодными для мамонтов».
Могло ли загрязнение питьевой воды стать настолько сильным, что за ним последовало массовое отравление и гибель животных? На этот вопрос у Арппе ответа нет.
«На основании тех данных, которыми мы сейчас располагаем, мы не можем сказать, вымерла ли вся популяция одновременно. Для этого потребуется провести совершенно другое исследование».
Проведение такого исследования уже планируется. Поставлена цель изучить образцы бивней на высокий уровень содержания, к примеру, тяжелых металлов, рассказывает Арппе.
«Мамонты были нужны неандертальцам»
Шерстистые мамонты по размеру соответствовали африканским слонам — эти глыбы достигали шести тонн. Мяса было настолько много, что человеку приходилось заманивать мамонта в ловушку, несмотря на большое количество оружия, появившегося в каменном веке.
Существование неандертальцев зависело в первую очередь от калорий, полученных из мяса мамонта, сообщил весной 2018 года профессор Тель-Авивского университета Ран Баркай (Ran Barkai) в исследовании, опубликованном газетой «Хьюман байолоджи» (Human Biology).
В исследовании изучалась способность неандертальцев и мамонтов приспосабливаться к холоду. Сообщалось, что у мамонтов и неандертальцев была схожая генетическая устойчивость к холоду.
Об антропогенном факторе в вопросе вымирании мамонтов говорят много.
Палеобиолог американского Университета Нью-Мексико Фелиса Смит (Felisa Smith) в исследовании 2018 года пришла к следующему выводу: там, где появляется человек, всегда происходит вымирание крупных млекопитающих — как в древности, так и сейчас.
Человек охотился на крупных млекопитающих и соперничал с ними за дичь, у человека появилась собака, которая помогала ему охотиться, он поджигал растительность на больших участках, и результаты такой деятельности не заставляли себя долго ждать, описала Смит ситуацию в исследовании, опубликованном в газете «Сайенс» (Science, «Наука»).
Лаура Арппе считает наиболее вероятной в вопросе вымирания мамонтов «гибридную теорию», как она ее называет.
«Изменение климата и окружающей среды стало ключевым фактором в сокращении популяции мамонтов. На таком этапе охота, которую вел человек, могла оказать решающее влияние».
Ученые говорят, что эту версию практически невозможно подтвердить. Останки мамонтов, погибших в наиболее поздний период, все же на несколько сотен лет старше обнаруженных на данный момент самых ранних свидетельств существования человека на острове.
Генетики хотят клонировать мамонта
В последние годы многие исследовательские группы заявили о своем намерении возродить главного персонажа ледникового периода. Проекты по клонированию проводятся, в том числе, в России и Китае. Самый известный проект — проект Гарвардского университета Revive & Restore («Возродить и восстановить»).
Руководитель проекта Джордж Черч (George Church) намерен создать при помощи сохранившейся в вечной мерзлоте Сибири ДНК мамонта и самки азиатского слона «слона с характеристиками мамонта», особенно это касается устойчивости к холоду.
Он мечтает увидеть стада новых мамонтов на территориях обитания шерстистых мамонтов в Сибири.
Лауре Арппе эти проекты не нравятся. У мамонтов было свое время и свои социальные структуры, и в их жизни, вероятно, было много такого, чего мы не можем понять, говорит она.
«Насколько мне известно, в Сибири был создан парк в духе ледникового периода, в котором были сохранены большие открытые территории для возвращения крупных травоядных животных (Плейстоценовый парк, прим. перев.). Но, хотя место есть, я не верю, что мамонтов получится возвратить в те условия, которыми они были бы довольны.
Таяние вечной мерзлоты позволяет обнаружить новые останки мамонтов
Чем бы ни закончился проект по возрождению мамонтов, действительно острым вопросом в этой сфере являются останки, которые все чаще обнаруживают в сибирской вечной мерзлоте в связи с изменением климата.
Успевают ли их сохранить, и в чьи руки они попадают?
«Конечно, обнаруженные останки должны отправляться на научные исследования и в музеи, а не на продажу частным владельцам и в мастерские, в которых из бивней мамонтов делают украшения. Они абсолютно бесполезны для науки», — говорит Лаура Арппе.
Извлечение костей мамонтов с целью собственного обогащения является в России преимущественно незаконным. Однако международной договоренности, схожей с запретом на продажу слоновой кости, нет. Если найти и продать два бивня мамонта, можно получить десятки тысяч евро.
