Шерстистые мамонты исчезли из Сибири и Северной Америки около 10 000 лет назад вместе с другими гигантскими млекопитающими, которые вымерли в конце последнего ледникового периода. Текущие конкурирующие гипотезы вымирания мамонта указывают на охоту за людьми или изменение климата, возможно, объединяясь в один-два смертельных удара.
Несмотря на десятилетия исследований, этот вопрос остается нерешенным и горячо обсуждается. Но двое палеонтологов из Мичиганского университета, возможно, нашли гениальный способ обойти затор.Докторант UM Майкл Черный и его советник, директор Музея палеонтологии Дэниел Фишер, говорят, что изотопная сигнатура в 15 бивнях молодых сибирских шерстистых мамонтов предполагает, что возраст отлучения от груди, когда теленок перестает сосать, снизился примерно на три года. период примерно 30 000 лет, ведущий к исчезновению шерстистого мамонта.По мнению Чернея и Фишера, связанный с климатом пищевой стресс связан с задержкой отлучения от груди у современных слонов, в то время как давление во время охоты, как известно, ускоряет созревание животных и, вероятно, приведет к более раннему отлучению от груди.
«Этот переход к более раннему возрасту отлучения от груди во время, ведущее к вымиранию шерстистого мамонта, является убедительным доказательством давления охоты и дополняет растущий объем данных о жизненной истории, которые не согласуются с идеей о том, что климатические изменения привели к исчезновению многих крупных льдов. возраст млекопитающих », — сказал Черный, который работает над докторской диссертацией в Отделении наук о Земле и окружающей среде УМ.«Эти выводы не положат конец дискуссии, но мы надеемся, что они продемонстрируют людям перспективы нового подхода к решению вопроса, который до сих пор только привел к разделению лагерей», — сказал Черной, который должен представить свои выводы в октябре.
15 на собрании Общества палеонтологии позвоночных в Далласе.Исследование стало возможным благодаря обширной коллекции бивней сибирского мамонта, которую Фишер собрал за последние 20 лет.
Образцы, собранные и экспортированные по разрешениям правительства России с помощью коллег из России, Франции и Нидерландов, включают около трех десятков молодых клыков.«Уже около десяти лет мы знаем, что ценная информация о возрасте отлучения от груди может быть извлечена из этих клыков», — сказал Фишер, профессор кафедры наук о Земле и окружающей среде и кафедры экологии и эволюционной биологии.
Фишер также возглавлял команду, которая в этом месяце обнаружила частичные останки мамонта недалеко от Челси, штат Мичиган.«Но это первый раз, когда у нас есть данные от достаточного количества людей, охватывающих достаточно широкий диапазон геологических возрастов, чтобы показать закономерность во времени», — сказал Фишер. «Это веха в развитии нашего подхода, и он показывает, что проблема вымирания разрешима».Были проанализированы пятнадцать бивней людей в возрасте от 3 до 12 лет.
Бивень 3-летнего ребенка составляет около 10 дюймов в длину, а бивень 12-летнего ребенка — около 30 дюймов.В рамках исследования Черной измерил изотопный состав хвостовых волосков у пары африканских слонов мать-детеныш в зоопарке Толедо. Слоненок находился в процессе отлучения от материнского молока, что позволило Черному наблюдать изотопные эффекты кормления грудью и длительный переход к полностью твердой диете для близкого родственника мамонтов.
Черной сравнил соотношение двух стабильных изотопов азота, азота-14 и азота-15, из белков в волосах хвоста слона. Он обнаружил, что по мере увеличения доли твердой пищи в рационе слоненка соотношение азота-15 и азота-14 неуклонно снижалось. Этот образец ранее был зарегистрирован у других млекопитающих, включая человека, но никогда у слонов.
Вооружившись этой изотопной сигнатурой отлучения от груди, он затем повернулся к бивням мамонта. Компьютерная томография позволила Черному определить годовые приросты клыков, которые напоминают годичные кольца роста дерева. Были собраны образцы для каждого года роста и измерены изотопы азота из белков коллагена.По словам Черного, изотопные отношения телят в первые годы жизни постоянно демонстрируют тенденцию к более низким значениям азота-15, что отражает снижение вклада молока в общий рацион.
«Это было то же самое, что мы видели у слоненка в зоопарке Толедо», — сказал он.Постепенное снижение содержания азота-15 в большинстве случаев сопровождалось резким увеличением, которое Черной и Фишер интерпретировали как признак кратковременного пищевого стресса в течение первого года после полного отлучения от груди.Радиоуглеродное датирование 15 сибирских бивней показало, что они относятся к периоду от 40 000 до 10 000 лет назад.Черной и Фишер показали, что за 30 000 лет средний возраст отлучения от груди снизился с 8 до 5 лет.
Текущее исследование отлучения от груди является частью гораздо более масштабной, продолжавшейся несколько десятилетий работы Фишера и ряда аспирантов по извлечению информации из «истории жизни», хранящейся в окаменелых клыках. Биологи используют термин «история жизни» для обозначения всего спектра изменений, которые организм испытывает в процессе своего роста и развития.«Я начал изучать клыки 30 лет назад и рано понял, что жизненный опыт — это ключ к успеху», — сказал Фишер. «Никто другой не использовал клыки, которые, в конце концов, являются свидетельством жизни и роста, в качестве источника данных таким образом».
На протяжении многих лет Фишер и его ученики показали, что бивни мамонта содержат информацию из истории жизни, касающуюся темпов роста, возраста полового созревания, интервалов между беременностями и отъема от груди.Поскольку на время этих вех в истории жизни может влиять различное давление окружающей среды, клыки дают возможность «непосредственно посмотреть, как сами животные подверглись влиянию и реакции на изменения в окружающей среде», — сказал Черной.Часто изменения окружающей среды предсказуемо влияют на историю жизни.
Анализируя данные, полученные от клыков мамонта, Фишер и его ученики могут проверить эти предсказания.«Сила анализа жизненного цикла в разрешении споров о вымирании основана на знании того, что возраст окончательного отлучения от груди является важной вехой в истории жизни, которая, как ожидается, будет меняться по-разному в ответ на хищничество и связанный с климатом пищевой стресс», — сказал Черной. который выступит во время Сессии Премии Ромера на собрании палеонтологов. «Наш анализ устанавливает проверку конкурирующих гипотез, и наши предварительные результаты согласуются с ожиданиями под давлением охоты».
Работа частично финансировалась грантами Национального научного фонда, Национального географического общества и CRDF Global. Черной и Фишер планируют представить свои выводы для публикации в научном журнале.