Лига Палеонтологии

Вопрос:
Если бы один миллион лет назад на Земле вымерла какая-нибудь разумная цивилизация, сравнимая по развитости с нынешней, то какие свидетельства их разумности могли бы дойти до нас?

Отвечает MartinDont:

Развитая цивилизация подразумевает хорошо организованный социум с налаженным производством предметов потребления. Хоть миллион лет назад, хоть десять, но следы подобных цивилизаций остались бы в земле в виде культурного слоя в огромных количествах. Огромные промышленные комплексы из стали (а любая цивилизация так или иначе должна использовать столь практичный и легкодобываемый материал как сталь) и прочих металлических сплавов обязательно оставили бы свои следы в недрах Земли. Инструменты, отходы, окаменелые остатки сельхоз животных и сами останки людей не исчезают бесследно даже за миллионы лет. В 2016 году были найдены примитивные каменные орудия возрастом более миллиона лет, что ж уж говорить о промышленных комплексах. http://paleonews.ru/new/844-homovs

Вопрос:
Какова вероятность найти образец, который не будет вписываться в существующее дерево эволюции?

Отвечает MartinDont:

Ежедневно находятся новые виды, роды и даже семейства, которых ещё нет на эволюционном древе. Постоянно проходят таксономические исследовании, перемешивающие родословную организмов. В 2018 году стартовал проект по изучению филогении птиц, что сулит большими сюрпризами. Открываются новые замкнутые экосистемы, где организмы обособленно от остального мира эволюционировали миллионы лет, как например чёрные курильщики. Чёрные курильщики – это такие гидротермальные источники, выбрасывающие воду температурой 350-400 градусов в океан под большим давлением. Сама вода перенасыщена тяжёлыми металлами. На удивление биологов, чёрные курильщики оказались настоящими оазисами жизни. Организмы вокруг курильщиков не только приспособлены к экстремальным условиям, но и живут без света вовсе, а питаются серой.

А если о говорить о невероятных организмах, то шанс найти что-то подобное мал. Мы уже имеем хорошее представление о том, как протекает эволюция. Сильно удивить нас могут замкнутые экосистемы и их обитатели.

Также мы можем найти новые группы животных, о которых мало что знаем, и которые буду сильно выделяться на фоне уже изученных организмов (таких, как вендобионты https://ru.wikipedia.org/wiki/Проартикуляты). Их неясное положение в эволюционном древе — временно. Всё встанет на свои места, как только мы получим достаточное количество ископаемого материала.

Вопрос:
Является ли любительская палеонтология легальной? Планирую поехать в Ундоры, посоветуйте пожалуйста, как найти что- нибудь интересное, и какие инструменты стоит взять?

Отвечает: PaleoHunters.ru

Понятие любительской палеонтологии очень неточное. Проводить раскопки без лицензии категорически запрещено. Карается подобное огромными штрафами в сотни тысяч рублей и тюремным заключением. С другой стороны, поверхностный сбор разрешён. Можете спокойно собирать аммонитов и трилобитов в карьерах, что лежат на самой поверхности. И вновь же, с другой стороны, поверхностный сбор без лицензии запрещён в заповедных зонах, коих очень много в Ульяновской области. Уголовных и административных статей для наказания чёрных копателей очень много.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2...

Вопрос:

Сколько мог жить динозавр?

Отвечает MartinDont:

Сложно судить о сроках жизни животных, чей метаболизм для нас неизвестен. Но у нас есть годичные кольца на костях. Разные динозавры взрослели по разному. Например, тираннозавр в 20 лет становился взрослой особью, а знаменитый тираннозавр Сью в свои 28 лет была уже старушкой. Гадрозавры переходили во взрослую стадию в 15 лет. Гигантским зауроподам с их предположительно вялым метаболизмом дают десятки лет жизни, а небольшим и активным дромеозавридам всего 10-15 лет.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15306807?dopt=Abstract

Вопрос:

Как появилась жизнь на земле?

Отвечает DragonSpace:

Для начала стоит ответить на вопрос: когда появилась жизнь?

В сентябре 2015 года национальная академия наук США выложила результаты исследования изотопов углерода, в которых, по мнению учёных, были обнаружены следы биологической активности. Этому углероду более 4 миллиардов лет. Наша планета недолго оставалась одинокой и примерно через 500 млн лет после зарождения самой Земли, зародилась и жизнь на ней.

Теорий появления жизни на Земле великое множество, но рассмотрим наиболее вероятную.

У нас три основных критерия для зарождения жизни:

- наличие определённых металлов в концентрациях, превышающих фоновые (цинк, кобальт, марганец),

- наличие фосфора, без которого цепочки ДНК и РНК не возникли бы

- солнечный ультрафиолет,

- наличие воды, но в меру.

Такому набору условий чётко отвечает только горячие источники вблизи вулканов, а именно так называемые грязевые котлы, или фесселиты.

Правда, современные грязевые котлы содержат много серной кислоты, которая получается при реакции сероводорода с кислородом воздуха, и практически необитаемы. Но в древние эпохи, когда кислорода в атмосфере еще не было, грязевые котлы должны были иметь нейтральную среду и быть пригодными для жизни.

А при ближайшем рассмотрении этих котлов оказалось, что они предоставляют почти всё необходимое для зарождения жизни:

• среду, обогащенную калием, фосфором и необходимыми микроэлементами;

• местообитание со встроенным источником тепла, с практически постоянными условиями независимо от капризов погоды;

• пористые минеральные осадки, работающие в качестве катализаторов и предоставляющие огромное количество раздельных микроотсеков для обитания доклеточных форм жизни;

• испаряющиеся лужи, в которых могут накапливаться органические вещества и благодаря высокой концентрации солей и формамида может идти образование цепочек РНК и белков,

Никакие другие местообитания не обладают сразу всеми этими достоинствами. Например, в «курильщиках» нет обогащения калием и фосфором, нет ультрафиолета и нет накопления веществ в испаряющихся лужах. Так что грязевые котлы наземных геотермальных полей на сегодня представляются самым вероятным местом появления жизни.

Ответ преимущественно взят у @2diesel, который отлично законспектировал книгу М. Никитина Происхождение жизни. От туманности до клетки".

Вопрос:

Как появились млекопитающие?

Отвечает DragonSpace:

Млекопитающие произошли от Синапсид, древних четвероногих, процесс их появления называется маммализация териодонтов(один из множества эволюционных ветвей синапсид). Появились млекопитающие после пермь-триасового великого вымирания примерно 225 млн лет назад, напомню, что динозавры появились примерно 230 млн лет назад. Первые млекопитающие всё ещё отдаленно напоминали рептилий, яйцекладущие, без развитого мозга, но уже с активной терморегуляцией, и 4хкамерным сердцем.

Молочные железы возникли из потовых желез, и изначальная функция была скорее в выпаивании детенышей, чем в выкармливании.

Вопрос:

Рыбы - монофилетический таксон или нет?

Отвечает DragonSpace:

Чтобы зваться монофилетической, группа должна включать предка и его потомков.

Таксон "Рыбы" не является монофилетическим, так как не включает амфибий и амниот.

Вопрос:

Был ли у вас когда нибудь страх, что при исследовании какого-нибудь нового, неисследованного вида условного трилобита тот окажется в состоянии сохранять энергию в режиме "гибернации", а после пробуждения накинется на вас а-ля лицехват?

Отвечает DragonSpace:

Жизнь строится по усложнению, от примитивных существ, к более прогрессивным. Чем раньше жил какой-либо вид, тем он вероятно более примитивен(идея тем точнее, чем больше между двумя сравниваемыми видами прошло времени).

И так как до сих пор ни у кого на планете не обнаружены такие необычные способности, никто не ожидает найти трилобита в гибернации.

Вопрос:

Можно ли сказать, что мы состоим из миллиарда других живых существ (людей, живших ранее, динозавров, насекомых и тд)?

Отвечает DragonSpace:

Можно сказать, что мы состоим из миллиарда тех же атомов, которые раньше были частью других живых организмов. Как говорил Муфаса: Все мы связаны в великом круге жизни.

Вопрос:

Скажите пожалуйста, что есть нефть? Всё таки динозавры или планктон?

Отвечает DragonSpace:

Доминирующая биогенная теория гласит, что нефть и природный газ образовались из остатков растительных и животных организмов в ходе многоступенчатого, длящегося миллионы лет процесса. Сырьём для образования нефти на 99.99% служили остатки зоопланктона и водорослей. Подробнее:

https://pikabu.ru/story/proiskhozhdenie_nefti_trupyi_dinozav...

Вопрос:

Почему до ледникового периода зверье было таких огромных размеров? И после ледникового, так и не появилось больше крупных животных, кроме китов, даже в местах с благоприятным климатом, где нет зимы и много растительности.

Отвечает DragonSpace:

На нашей планете то и дело происходили различные катаклизмы, которые вели к освобождению и перестройке экологических ниш. Каждое животное становилось огромным, потому что осваивая новую нишу, приходилось жестко адаптироваться к меняющимся условиям, так, Мезозой славился гигантизмом динозавров, а Кайнозой – эра правления млекопитающих. Гигантизм сам по себе вполне естественный эволюционный путь доминирующей группы животных – млекопитающих в данном случае. Конкретно механизм гигантизма развивается через соревнование по выживанию хищника и его жертвы – одни растут, чтобы лучше защищаться, вторые, чтобы догнать первых и проще убивать, в конце концов такая гонка приводит самих животных в тупик, тк те же самые экологические ниши продолжают меняться и распадаться, а гигантам приспосабливаться к новым условиям очень сложно.

К слову, последний ледниковый период не закончился, закончилась ледниковая эпоха ледникового периода, сейчас же межледниковье ледникового периода.

Если брать гигантов, живших недавно, то человек, своим расселением по планете уничтожил множество видов, большинство из которых и так были на грани вымирания, но с тех пор прошло слишком мало времени, для того, чтобы ниши заполнились заново.

А если брать весь кайнозой в целом, то исчезновению гигантов способствовала два ключевых фактора: резкое изменение условий окружающей среды – катаклизм, и стратегия родственной стайности оказалась намного эффективнее гигантизма, и успешно его вытеснила.

Поэтому последний ледниковый период/эпоха не заслуживают такого отношения к себе, ведь и сейчас на земле полно гигантов – два вида слонов, носороги, жирафы, киты и главный рекордсмен - синий кит, а самое большое сухопутное животное Индрикотерий существовал задолго до последнего похолодания.

Вопрос:
Черепахи и крокодилы выжили после падения метеорита (их ближайшие предки) благодаря панцирям и чешуе?

Отвечает @p4hshok:

Черепахам и крокодилам нужно гораздо меньше пищи чем динозаврам.

За один раз крокодилы могут съесть до 23 % от массы своего тела. До 60 % съеденной пищи у крокодилов может переходить в жир, запасаемый в специальных полостях между мышцами, что позволяет им переживать длительные периоды голодовки. Будучи холоднокровными животными, крокодилы требуют примерно в пять раз меньше пищи, чем теплокровные хищники такого же размер. Крокодилы хорошо адаптированы для длительного голодания. Без еды взрослые крокодилы в случае крайней необходимости могут обходиться примерно до одного года. Даже только что вылупившиеся детеныши за счет понижения уровня обмена веществ способны прожить без пищи около 58 дней, потеряв при этом 23 % от своей массы.

Вопрос:
Ближайший общий предок всех членистоногих - кто он? От кого произошли насекомые?

Отвечает p4hshok:

Главная проблема последнего общего предка всех членистоногих в том что его может просто не быть, так как на границе венда и кембрия артроподизация https://bio.wikireading.ru/3905 (накопление признаков членистоногих) происходила параллельно и достоверно определить предка членистоногих невозможно потому что их может быть несколько.

Палеонтологическая летопись так же не даёт ответа так как в кембрии у нас уже есть широчайшее разнообразие членистоногих, а в венде только вендобионты родственное отношение которых к многоклеточным животным крайне спорно.

Сприггина например вполне напоминает трилобита, но симметрия скользящего отражения (https://ru.wikipedia.org/wiki/Скользящая_симметрия) ставит учёных в тупик и заставляет усомниться в родственности вендобионтов к двустороннесимметричным животным.

Есть попытки реконструировать его внешний облик: Последний общий предок членистоногих реконструируется как сегментированный организм, каждый сегмент которого покрыт собственным склеритом и несёт пару конечностей. Вопрос о типе этих конечностей остаётся открытым. Это прачленистоногое имело на брюшной стороне рот, а на передней части спинной — глаза. Антенны были расположены перед ртом. Питалось оно, вероятно, пропуская через себя донные осадки.

Вероятнее всего общий предок вех членистоногих, если вообще существовал, должен быть из позднего докембрия небольшого размера да ещё и без полноценного твёрдого покрова.

Новейшие морфологические сравнения и филогенетические реконструкции на основе геномных последовательностей указывают, что насекомые являются потомками ракообразных, а не сестринским таксоном. Это заключение хорошо согласуется с палеонтологическими данными. Однако морфологические и молекулярные данные не согласуются при определении ближайших родственников насекомых среди ракообразных: морфологические данные указывают на связь насекомых с высшими ракообразными, а молекулярные — с жаброногими.

В соответствии с последней гипотезой эволюционная ветвь насекомых отделилась от ракообразных в позднем Силуре — раннем Девоне. Эта оценка согласуется и с палеонтологическими данными, и с оценкой на основе молекулярных часов.

Так же лекции про эволюцию членистоногих:

https://www.youtube.com/watch?v=csLewT3aMb8

https://www.youtube.com/watch?v=-OC46Vjg0jU

https://www.youtube.com/watch?v=1SQZ5wizs64

https://www.youtube.com/watch?v=AtLD_5iIuDA

Вопрос:
Почему вымерли ракоскорпионы и трилобиты?

Отвечает p4hshok:
Потому что были вытеснены более прогрессивными видами, а также подверглись давлению нескольких массовых вымираний. Рыбы обзавелись панцирями и челюстями стали конкурировать с ракоскорпионами и даже охотиться на них постепенно вытесняя их в мелкий размерный класс. К каменноугольному периоду остались лишь пресноводные виды. Окончательно вымерли во время великого пермского вымирания.

С трилобитами та же история архаичные и некогда многочисленные они так же не выдержали давления новых прогрессивных видов и массовых вымираний.

До перми доживает только один подкласс мелкоразмерных Проетида https://en.wikipedia.org/wiki/Proetida Обрывается славная история трилобитов так же пермским вымиранием.

Разнообразие трилобитов в геохронологической шкале.

Вопрос:

Я читал, что в процессе эволюции природа в короткий срок создаёт множество видов, потом в течение некоторого времени большинство их вымирает, остаются самые приспособленные. подсчитывали ли учёные КПД эволюции с точки зрения расхода ресурсов?

Отвечает p4hshok:

Нет никому это не нужно, вещества находятся в круговороте и интересно это может быть только математикам для построение соответствующей модели, чисто для тренировки мозгов.

Вопрос:
Есть ли виды которые пережили ледняковый период и как им это удалось?

Отвечает @AntonPerm

Тут нужно уточнить, какой именно ледниковый период имеется ввиду, так как их было насколько, но скорее всего, как я понимаю, имеется тот, который показан в мультике. На самом деле, правильно этот этап оледенения называется ледниковая эпоха четвертичного ледникового периода. Эта эра закончилась на столь давно, примерно 9000 лет назад, поэтому большинство животных, которых мы видим сейчас, можно сказать, пережили это похолодание, проще назвать тех, кто не пережил его, например, шерстистые носороги. Даже последние мамонты вымерли 3500 лет назад, а значит и они пережили эту эпоху. Ну и, конечно, человек, как вид, превосходно пережил это великое оледенение. 

Вопрос:

Реально ли собрать небольшую экспедицию в ту же Азию, порыть-поискать кости дино и, в случае находок, перевезти через границы и оставить их себе?

Отвечает AntonPerm:

Азия большая, и очень сильно насыщена окаменелыми остатками динозавров, расскажу на примере 2 стран - Монголии и Казахстана. В Монголии очень строгие законы касаемо раскопок, туда не пускают обычных туристов, а если приглашают палеонтологов из-за рубежа. то вывозить находки строжайше запрещено, можно даже принудительно остаться в Монголии на несколько лет дольше запланированного. В Казахстане-же, Вас с удовольствием свозят на меловой карьер, где можно поискать разнообразные окаменелости. Как дело происходит в Китае, если честно не скажу, но мне кажется, что примерно как в Монголии. а

Вопрос:
Что познавательное и интересное можно на эту тему посмотреть детям-дошкольникам?

Отвечает AntonPerm

Для дошкольников отлично подойдёт мультфильм "Поезд динозавров", там и описаны приключения героев и даны комментарии палеонтолога. Дошкольникам постарше можно включать фильмы BBC наподобии "Прогулок с динозаврами"

Вопрос:
как вообще найти какую то окоменлость?

Отвечает AntonPerm

Для этого нужно изучить геологическую карту местности, на которой Вы собираетесь проводить раскопки, тщательно подготовить специальные инструменты и изучить ту фауну и флору, типичную для данной местности того периода, ну, или просто внимательнее смотреть вокруг, а особенно под ноги. Зачастую окаменелые остатки можно найти даже на газоне. Ну и конечно, рекомендую посетить карьеры, как правило, там можно найти много интересного.

Вопрос:

Жена выедает мне мозг, чтобы я завёл в вк паблик с названием "Говно мамонта" и выкладывал там палеонтологические байки и занимательные факты. Стоит ли мне это сделать?

Отвечает AntonPerm

Почему бы и нет) Палеонтология распространена по всему миру и повсюду происходит очень много любопытного и весёлого, поэтому почитать об этом будет весьма интересно. А начать можно с выкладывания историй в нашу "Лигу палеонтологии", посмотреть, так сказать, реакцию публики.

Вопрос:

объясните, почему раньше всё так классно окаменевало, а теперь тупо гниёт без следа?

Отвечает AntonPerm

Нет никакой разницы между сохранностью организмов тогда и сейчас. Очень многое что сгнило много миллионов лет назад мы уже никогда не найдём. Чтоб до нас дошли окаменелые остатки животных и растений должно сложиться множество факторов. Например если динозавр умер в лесу, то, скорее всего, природа переработает его тело чуть менее чем полностью, но если тот самый динозавр умрёт в пустыне или в болоте, то мы сможем увидеть то, что от него останется. Если перенестись на 60 миллионов лет вперёд, то мы обнаружим остатки современных животных примерно в том виде, в котором мы находим динозавров.

В пример можно привести знаменитую малахитовую мышь, попав в подходящие условия органика довольно быстро заменилась минералами, теперь можно назвать эту мышь окаменелостью.

Вопрос:

Расскажите, пожалуйста, как вот столько рыб сразу отпечаталось?

Как вообще отпечатываются существа в породах?

Да, я тупой несмышленыш

Отвечает AntonPerm

Как уже говорил выше, для того чтоб до нас дошли окаменелые остатки, должно сложится много факторов. В данном случае, скорее всего, рыбы во время разлива заплыли в заводь, которая при отливе стала отрезана от реки, там быстро кончился кислород, и весь косяк упокоился на дне, где и был занесена илом.

Примерно так и проходит фоссилизация(окаменение), за много лет органика замещается на неорганику(псевдоморфоз), и те кости, которые мы видим, по сути являются камнем по химическому составу.

Ответили почти на все вопросы, если что то осталось непонятным, добро пожаловать в комментарии)

Международный коллектив ученых представил результаты десятилетнего проекта по прочтению ископаемой ДНК из образцов грунта вечной мерзлоты. По времени им удалось охватить последние 50 тысяч лет. Своей задачей ученые ставили именно прочитать всю ДНК в образцах, а не выделять фрагменты ДНК того или иного вида. Эта задача схожа с теми, которые решает современная метагеномика, но в обсуждаемой работе был проведен и анализ последовательных временных срезов. Можно сказать, что это первая демонстрация возможностей палеометагеномики. Ученые смогли уточнить области распространения арктической флоры и фауны в плейстоцене и голоцене, проследить процессы смены растительности, упадка и вымирания крупных животных (мамонтов, шерстистых носорогов, лошадей и бизонов) во время ледникового максимума (примерно 26 тысяч лет назад) и в голоцене. Опираясь на новые данные, авторы предполагают, что причиной вымирания мамонтовой фауны было не расселение охотников, а смена ландшафтов и растительности: сухая и холодная тундростепь сменилась болотами и лесами с толстым снежным покровом, к которым крупные травоядные Арктики не смогли быстро адаптироваться.

Большой международный коллектив ученых, представляющих научные учреждения десяти стран, в число которых входит и Россия в течение десяти лет занимался изучением ДНК в образцах почвы из плейстоценовых и голоценовых местонахождений по всей арктической и субарктической зоне. Идея этого проекта базировалась на новейших методиках извлечения из грунта ДНК ископаемых животных и растений. Эта методика была, например, с успехом применена при изучении древнего населения Денисовой пещеры, когда по ДНК из грунта установили, когда там жили неандельцы, денисовцы и сапиенсы (подробности описаны в новости Уточнены датировки археологических находок в Денисовой пещере, «Элементы», 04.02.2019)

Чем хорош этот подход? Тем, что даже если в местонахождении нет определимых ископаемых макроостатков растений или животных, то по ДНК все же можно судить об их присутствии. А если взять всю ископаемую ДНК из образца, и определить по ней исходный набор флоры и фауны целиком, то можно уже говорить не о присутствии отдельных видов, а о целых экосистемах или биомах. Именно такая смелая и масштабная задача была поставлена в данном проекте. Нужно подчеркнуть, что в этой работе метагеномика, уже более двух десятилетий принятая в исследованиях современных экосистем, была впервые применена для описания ископаемых сообществ. Тем самым мы видим зарождение новой методологии — палеометагеномики, которая дает возможность перейти от мозаики единичных ископаемых находок, более или менее случайным образом распределенных в пространстве и времени, к существенно более полному портрету череды вымерших экосистем. В обсуждаемой работе она помогла реконструировать динамику природных ландшафтов за последние 50 000 тысяч лет и по этой динамике обрисовать смену флоры и фауны после таяния ледников, сопоставив ее с динамикой основных климатических показателей. А в качестве вишенки на торте — еще и доказать, что вымирание мамонтов (а вместе с ними — шерстистых носорогов и другой плейстоценовой фауны) вряд ли связано с усилиями человека.

Материальной базой для этой работы послужили 535 образцов грунта из вечной мерзлоты и озерных отложений всей арктической и субарктической зоны (рис. 2).

Рис. 2. 74 местонахождения плейстоценового и голоценового возраста, из которых были отобраны образцы грунта для анализа древней ДНК. Возраст самых молодых образцов из этой коллекции составляет 1,2–3,4 тысяч лет (Таймыр, число 31 на карте), имеются для сравнения образцы грунта из Варангер-фьорда в Норвегии возрастом 120 лет (3). Самые древние образцы возрастом около 50 тысяч лет происходят из Центральной Сибири — с Енисея (11, 12) и Яны (35) — и Юкона в Северной Америке (57, 58). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Возраст образцов охватывал конец плейстоцена (с отметки 50 тысяч лет назад) и весь голоцен (начавшийся 11,7 тысяч лет) вплоть до недавнего прошлого. Этот интервал покрывает период похолодания, ледникового максимума (26,5–19 тысяч лет назад) и последующего потепления, начавшегося 11–12 тысяч лет назад. В некоторых местонахождениях имелась возрастная серия образцов; это позволило отследить локальные изменения в составе экосистем.

Из образцов выделили ископаемую ДНК — 10,2 млрд прочтений. Чтобы эту колоссальнейшую библиотеку как-то анализировать, пришлось проделать вспомогательную по смыслу, но очень важную и очень трудоемкую работу, — создание коллекции референсных геномов растений арктической и субарктической зоны. Ведь если к настоящему времени для животных кое-какие геномные сведения уже подкоплены, то о растениях этого сказать никак нельзя. Участники проекта с этим справились — теперь такая коллекция имеется (PhyloNorway) и она включает данные по более чем 1500 растений холодного пояса.

При сравнении ДНК из палеогрунтов с полученными геномами растений получилась картина существенно более полная и более точная, чем при изучении пыльцы и спор. Ведь споры и пыльца переносятся ветром на огромные расстояния, и поэтому присутствие их в образце не обязательно говорит об их местном происхождении. А если в образце определяется ДНК того или иного вида, то можно уверенно утверждать, что это вид-абориген.

На севере Америки, в Восточной Сибири и в Северной Атлантике в течение ледникового времени доминировали растения тундростепного типа (рис. 3). Их видовой состав был более или менее единообразным, если судить по коэффициенту сходства регионального разнообразия. И общее, и региональное разнообразие увеличивалось в течение периода похолодания до наступления ледникового максимума (то есть с 50 до 26 тысяч лет назад). Доминировали травы, злаков было немного меньше, чем незлаковых. Холодоустойчивые деревья (сосны, ели и лиственницы) там или отсутствовали, или были чрезвычайно редки, что говорит о низком количестве осадков.

Рис. 3. Смена растительности (по ДНК в палеогрунтах) в четырех крупных регионах циркумарктической зоны — Северной Америке, западной и Центральной Сибири, Северо-Восточной Сибири и Северной Атлантике. Отсутствуют данные по доледниковой Северной Атлантике, так как в этом регионе ледовый щит почти везде уничтожил доледниковые слои. При наступлении ледникового максимума (26 тысяч лет назад) число родов снижается: в Северной Америке — быстрее всего, в Сибири — медленнее, чем в Атлантике и Северной Америке (верхний график). При переходе к голоцену (12 тысяч лет назад) в региональных флорах появляются водные растения и деревья, увеличивается доля кустарников. Рисунки из обсуждаемой статьи в Nature

Опираясь на найденную в образцах ДНК животных, удалось уточнить и их распространение (рис. 4): 50–26 тысяч лет назад по всему арктическому поясу в сухих, холодных и ветреных степях во множестве паслись мамонты, лошади, шерстистые носороги, бизоны, карибу, на них охотились волки, а в траве, присыпанной снегом, прятались зайцы и различные грызуны.

Рис. 4. Распространение представителей мегафауны в течение ледникового и послеледникового времени. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

После ледникового максимума, когда началось потепление (14,6 тысяч лет назад), травы повсюду стали сменяться осоками и злаками, появились во множестве деревья (такие как береза и ива), а вместе с ними увеличилась доля кустарников (голубика, брусника, черника и т. д.). Также отмечается повсеместное расселение влаголюбивых растений и водорослей, представителей болотистых ландшафтов. Флора в регионах приобрела собственную специфику, отличающую ее от других региональных флор. Все это указывает на постепенное замещение тундростепных ландшафтов на леса, болотистую тундру и заболоченные луговые участки.

Вместе с измерением флоры стало снижаться обилие крупных травоядных животных: их ДНК в голоценовых образцах обнаруживается все реже по мере приближения к современности. Исчезают шерстистые носороги, все меньше становится лошадей, бизонов, карибу. Важно подчеркнуть, что снижение численности крупной мегафауны не синхронно в разных регионах. В Северо-Западной и Центральной Сибири представители плейстоценовой мегафауны, включая и мамонтов, сохранялись дольше всего. Их ДНК найдены в образцах возрастом 3,9 тысяч лет.

Всех этих данных оказалось более чем достаточно для статистического сопоставления динамики разнообразия с изменениями различных факторов среды — среднегодовой температурой, количеством осадков, сезонностью, а также с присутствием охотников. Как выяснилось, на упадок разнообразия и коллапс видов крупных животных влияла только сезонность осадков и их общее количество за год. Эти корреляции выглядят вполне логично. При переходе к влажным и более теплым условиям степная экосистема с богатой травяной растительностью — основным кормом крупных травоядных животных — сменилась лесными и болотистыми экосистемами. Лошади и носороги, имеющие узкую пищевую специализацию, исчезли первыми, а мамонты с более широкой пищевой стратегией (они могли поедать кустарнички и ветки) еще некоторое время пытались адаптироваться к новым условиям. Однако и им стало трудно существовать в более влажных ландшафтах тундры и лесостепи, где зимой сугробы существенно больше, чем в сухой холодной продуваемой степи. Они не могли добывать себе достаточно пищи из-под глубокого снежного покрова.

Рис. 5. Влияние факторов среды на распространение травоядных животных плейстоценовой мегафауны. Видимый негативный эффект имеют сезонность осадков и их количество в течение года (желтые линии). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Холодная сухая степь дольше всего сохранялась именно в Центральной Сибири, как показывают данные по растительной палеоДНК. Именно поэтому, а вовсе не потому, что туда не добрались охотники со смертоносными дротиками и копьями, мамонты там продержались дольше всего — это было последнее место, где сохранялись подходящие для них условия. Если рассмотреть отдельно корреляции присутствия человека и ДНК крупных животных, то выясняется, что древний человек никак не повлиял на упадок плейстоценовых видов. Антропогенное влияние набирало силу постепенно, став по-настоящему убийственным лишь в последнее время.

Дискуссии относительно влияния охотничьих усилий человека на вымирание крупных животных в голоцене, безусловно, будут продолжаться. В настоящее время доминирует гипотеза о главенствующей роли человека в этом процессе (см. новость Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014). Распространение человека на север в эпоху голоцена и вымирание мамонтового сообщества в целом сопоставимо во времени, а кроме того, идеологически укладывается в текущие экологические опасения о человеке-разрушителе. Данные обсуждаемой работы заставляют внимательнее присмотреться к истории человека-охотника и, возможно, снять с него обвинение в вымирании мамонтов и шерстистых носорогов. Обвинители, однако, обратят пристальное внимание на данные о присутствии человека для построения корреляций — они собраны не напрямую по палеоДНК, как для других животных, а смоделированы по потенциально пригодным для человека условиям обитания и наличию ископаемых макроостатков. Насколько можно доверять моделям, насколько сопоставимы результаты моделирования с данными по ДНК — все это будет обсуждаться в дальнейшем. А мы пока порадуемся столь яркому анонсу нового метода палеометагеномики.

Источник: Yucheng Wang et al. Late Quaternary dynamics of Arctic biota from ancient environmental genomics // Nature. 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-04016-x.

Елена Наймарк