Калифорнийский университет в Беркли, палеонтологи и коллеги из Стэнфордского университета, Чилийского университета и Калифорнийского государственного университета Сакраменто исследовали воздействие на экосистемы вымирания крупных животных или мегафауны в Северной и Южной Америке с момента переселения людей примерно 15000 лет назад. Они обнаружили долгосрочные изменения в местном ландшафте после исчезновения крупнейших наземных животных, среди которых были мамонты и мастодонты.
Недавние исследования, например, указывают на гибель мамонтов, местных лошадей и других крупных животных на Аляске и Юконе как на причину, по которой продуктивное сочетание леса и пастбищ превратилось в непродуктивную тундру, которая сегодня доминирует в регионе.Точно так же вымирание мамонтов и мастодонтов на Тихоокеанском северо-западе и северо-востоке Соединенных Штатов, похоже, изменило растительность и на западе США уменьшило разнообразие мелких млекопитающих, сказал руководитель исследования Энтони Барноски, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли.«Экологические исследования показали, что если вы вытащите сегодня главного хищника или ключевого травоядного животного, вы получите драматические изменения в экосистеме», — сказал он. «Наше исследование показывает, что в прошлом такие изменения длились тысячи лет.
Эти вымирания действительно навсегда меняют динамику. Вы не можете вернуться назад».Однако исследователи обнаружили, что не все вымирания привели к серьезным изменениям в экосистеме.
Вымирание наземных ленивцев и глиптодонтов в Южной Америке не оказало заметного влияния на растительность Патагонии и Пампасов.«Это непростая история, в которой, если вытащите большого зверя, вы увидите большие изменения в ландшафте», — сказал Барноски. «На самом деле это зависит от того, насколько большого зверя вы вытащите, а также от того, как этот зверь взаимодействует с растениями и животными в этом районе, а также от того, какие еще растения и животные есть. Это зависит от того, чем животное зарабатывает на жизнь».Слоновые браузеры
Крупные браузеры, такие как мамонты, мастодонты и современные слоны, например, поедают небольшие деревья и кустарники, выкорчевывают или ломают деревья, а также топчут и взбивают почву. Другие крупные травоядные животные, такие как бизоны и лоси, также контролируют кустарники и изменяют структуру почвы и питательные вещества во время кормления, дефекации и мочеиспускания.
В результате такие крупнотелые едоки растений играют ключевую роль в защите лесов от захвата пастбищ, как обнаруженная группа произошла в Северной Америке.«Сегодня вы видите влияние дефауны в Африке, где исчезновение популяций слонов привело к появлению этих кустарниковых, тощих акаций, заполнивших ландшафт саванны», — сказал соавтор Чарльз Маршалл, профессор интегративной биологии и директор Музея Калифорнийского университета в Калифорнии. Палеонтология. «Сегодняшняя Африка с ее популяциями слонов, кажется, соответствует модели Северной Америки с ее мамонтами и мастодонтами».Однако в пампасах Аргентины исчезновение южноамериканского мастодонта не оказало заметного воздействия на флору и фауну, вероятно, потому, что погода и осадки не способствуют развитию лесов.
По словам соавтора Эмили Линдси, научного сотрудника Калифорнийского университета в Беркли, понимание этих взаимоотношений может быть важным сегодня для целенаправленных усилий по сохранению.«Эта информация может быть полезна биологам-природоохранным биологам в определении того, какие типы экосистем могут быть затронуты глобальным изменением климата, и какие будут наиболее восприимчивы к усилиям по сохранению и восстановлению», — сказала она.На этой неделе Барноски, Линдси и их коллеги опубликуют свое исследование в раннем онлайн-выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.Барноски предупредил, что текущее исследование охватывает только самые грубые изменения окружающей среды в результате вымирания крупных млекопитающих, поскольку не все изменения экосистемы оставляют следы в летописи окаменелостей.
«Тот факт, что мы видели столкновение, которое мы видели, является довольно убедительным выводом о том, что эти экосистемы навсегда изменились в результате исчезновения этих животных», — сказал он. «Каждый раз, когда вы вытаскиваете большое животное из экосистемы, возникают довольно сильные эффекты, как это продемонстрировали сегодня экологи. Но они могут быть не обнаружены в летописи окаменелостей».Вымирание последовало за вторжением человека в Новый СветБарноски сказал, что нынешнее исследование было инициировано экологическими исследованиями сегодняшнего дня воздействия добавления или удаления крупных млекопитающих, таких как олени и лоси, из американских ландшафтов или удаления антилоп гну и слонов в Африке.
Он и его коллеги решили искать следы изменения экосистемы в результате потери примерно трех четвертей всех крупных наземных млекопитающих, которые бродили по Северной и Южной Америке после того, как люди прибыли из Сибири около 15000 лет назад. Около 60 крупных млекопитающих вымерли в Северной Америке около 12000 лет назад, вероятно, из-за сочетания охоты и изменения климата.
Мамонты и мастодонты, а также лошади, лоси, лоси и хищники, такие как саблезубый кот и ужасный волк, исчезли.Южноамериканским видам потребовалось больше времени, чтобы вымирать, но в конечном итоге континент потерял около 99 видов, включая лам, гигантских броненосцев, саблезубых кошек, гигантских наземных ленивцев и родственников мастодонтов, называемых гомфотерами.В трех областях Северной Америки — северо-западной и северо-восточной Америке и на Аляске / Юконе — окаменелости показали не только изменение растительных сообществ с увеличением частоты пожаров, но и уменьшение разнообразия мелких млекопитающих.
Например, исследование, проведенное соавтором и профессором Стэнфордского университета Элизабет Хадли, зафиксировало уменьшение разнообразия мелких грызунов в Калифорнии после этих исчезновений, что позволило наиболее широко распространенным «сорным» видам мышей доминировать в ландшафте.«Вывод из западной части Северной Америки состоит в том, что выпас и просмотр вымершей мегафауны, такой как хоботки, предпочитают мозаику открытой среды обитания», — сказал Хэдли. «Когда эти инженеры экосистемы вымерли в конце плейстоцена, образовались более густые лиственные леса. Утрата мозаичных местообитаний плейстоцена в западной части Северной Америки привела к уменьшению разнообразия мелких млекопитающих».
«Если мы потеряем некоторых из этих крупных животных, которым сегодня угрожает исчезновение, мы потеряем намного больше, чем эти животные, мы потеряем целые экосистемы, частью которых они являются», — сказал Барноски. «Мы переходим на новую территорию с точки зрения того, как будет выглядеть планета».Соавторами с Барноски, Маршаллом, Хадли и Линдси являются аспирантка Калифорнийского университета в Беркли Наталия Вильявисенсио, Энрике Бостельманн из Чилийского университета и Джеймс Ванкет из Калифорнийского государственного университета в Сакраменто.
Работа финансировалась Национальным научным фондом (грант наук о Земле 1148181).