В отчете, опубликованном в Science Advances, был проведен анализ волос, зубов и костей мамонтов и бизонов, а также других данных. В нем делается вывод о том, что изменение климата — особенно увеличение количества осадков, а не только атмосферного углекислого газа — объясняет распространение луговых растений во второй половине неогена, геологической эры, которая включает в себя настоящее время.Исследование проводилось под руководством Дженнифер Коттон, научного сотрудника с докторской степенью в Университете штата Юта и в Лесном колледже Университета штата Орегон. Сейчас она доцент Калифорнийского государственного университета в Нортридже.
Ученым давно известно, что некоторые виды пастбищ стали более многочисленными в этот период, в том числе предки кукурузы, сахарного тростника и сорго. Известные как травы C4, они используют другой метод метаболизма посредством фотосинтеза, чем у большинства других типов растительности, называемых травами C3. Они, как правило, процветают в теплых влажных условиях, а также в условиях низкого уровня углекислого газа в атмосфере.«Суть работы заключалась в том, чтобы понять, что привело к одному из самых драматических биологических переходов за последние 65 миллионов лет, а также лучше понять прошлое, чтобы мы могли делать прогнозы о будущем», — сказал Коттон. «Мы знаем, что баланс между травами C3 и C4 контролируется как атмосферным CO2, так и климатом, но относительное влияние каждого из этих факторов неясно».
Чтобы понять, что привело к этому переходу, исследователи проанализировали изотопы углерода в 632 образцах тканей бизонов и мамонтов со всей Северной Америки за последние 18000 лет, что соответствует времени между пиком последнего ледникового периода и настоящим. Исследователи смогли показать, что со временем диета животных сместилась в сторону большего количества растений C4, и эти растения постепенно распространились на север.Объединив свои выводы с данными о климате, температуре и изменении концентрации углекислого газа, исследователи показали, что увеличение количества осадков в течение вегетационного периода было самым важным фактором распространения трав C4.
В последние годы увеличение количества осадков и температуры позволило фермерам выращивать кукурузу в верхней части Среднего Запада в районах, где преобладает пшеница.«Как атмосферный CO2, так и климат меняются и будут продолжать меняться в будущем, — сказал Коттон, — и многие предположили, что дополнительное содержание CO2 в атмосфере принесет пользу травам C3, заставляя их превосходить травы C4. Наши результаты показывают, что климат , а не удобрение CO2, приведет к будущим изменениям в распределении трав C3 и C4, что, вероятно, принесет пользу травам C4 на большей части Великих равнин ».