Анализ ДНК возрастом 75 000 лет раскрывает, как животные реагировали на изменение климата

от

По мере того как Арктика нагревается быстрее, чем где-либо ещё на Земле, животные, которые эволюционировали, чтобы выжить в холоде, сталкиваются с беспрецедентными вызовами. Хотя учёные узнают всё больше о том, как современная дикая природа реагирует на изменения окружающей среды, мы всё ещё мало знаем о том, как виды справлялись с этим в прошлом.

Наше новое исследование изучает древнейшее известное разнообразное сообщество животных из европейской Арктики, возраст которого составляет 75 000 лет. Сохранённые глубоко внутри пещеры в северной Норвегии, они дают редкую возможность заглянуть в то, как арктические экосистемы функционировали во время немного более тёплой фазы последнего ледникового периода.

Арктический регион пережил неоднократные наступления и отступления ледникового покрова на протяжении последнего ледникового периода (118 000–11 000 лет назад)

Это череда более холодных полно-ледниковых условий (стадиалов) и более тёплых фаз (интерстадиалов), во время которых ледники отступали на более высокие высоты. Эти колебания условий приводили к последовательным миграциям и сокращениям численности животных и растений, в конечном итоге формируя сообщества животных, которые мы видим сегодня.

Следствием нахождения в области с активной ледниковую деятельностью является то, что осадочные отложения легко разрушаются, поскольку ледники прорезают ландшафт, а талая вода очищает пещеры. Это привело к тому, что сохранилось очень мало свидетельств о животных и экосистемах до конца последнего ледникового периода, около 11 000 лет назад.

Но, что удивительно, одно осадочное отложение сохранилось нетронутым в течение более чем 75 000 лет в Арне Квамгротта, ответвлении более крупной системы карстовых пещер Сторстейнхола в Норвегии.

Открытие и исследование

Эта пещера расположена чуть севернее Полярного круга в тени национальной горы Норвегии — Стетинда, на окраине небольшого прибрежного города Кьёпсвика, Нурланд. Регион является домом для тысяч карстовых пещер, образованных в результате растворения водой подстилающих горных пород, что привело к созданию впечатляющих и захватывающих дух ландшафтов как над землёй, так и под ней.

Нетронутое осадочное отложение с сохранившимися костями в Арне Квамгротта было впервые обнаружено в начале 1990-х годов во время промышленной добычи известняка. В 2021 и 2022 годах наша команда под руководством Университета Осло вернулась в пещеру, чтобы изучить эти отложения, а также выкопать и извлечь костный материал для лучшего понимания видового разнообразия в этом необычном месторождении.

Наш анализ представляет собой редкий экологический снимок последнего ледникового периода. Мы извлекли более 6 000 фрагментов костей, на которых использовали сравнительную остеологию (сравнение формы и структуры костей для идентификации видов) и метабаркодинг древней ДНК (идентификация фрагментированных костей путём анализа цепочек ДНК и сопоставления их с базой данных видов).

Используя эти методы, мы идентифицировали 46 различных видов животных (на уровне семейств, родов и видов), включая млекопитающих, птиц и рыб, обитающих как на суше, так и в море. Среди них — третий по возрасту из когда-либо обнаруженных белых медведей, а также моржи, гренландские киты и морские птицы, такие как обыкновенная гага и тупик. Мы обнаружили рыбу, включая арктического хариуса и атлантическую треску.

Одной из наиболее важных находок является ныне регионально вымерший ошейниковый лемминг — животное, которое ранее не было идентифицировано в Скандинавии.

Мы использовали различные методы датировки, которые показывают, что костям около 75 000 лет — они датируются немного более тёплой (интерстадиальной) фазой последнего ледникового периода.

Животные, которых мы нашли, показывают, что в то время в этой части Норвегии прибрежная земля была свободна ото льда, что облегчало передвижение мигрирующих северных оленей и пресноводных рыб. Мы также обнаружили богатое разнообразие морских и прибрежных животных, что подтверждает наличие сезонного морского льда.

Это сообщество животных сильно отличается от наиболее часто встречающейся мегафауны ледникового периода. К ним относятся шерстистый мамонт и овцебык, которые обычно ассоциируются со степью мамонтов — холодными сухими лугами, которые простирались через большую часть Европы, Северной Америки и северной Азии во время последнего ледникового периода.

Эта разница, вероятно, отражает уникальные прибрежные условия и ландшафт, окружающий Арне Квамгротта, которые поддерживали другой вид экосистемы.

Дальнейшие анализы древней ДНК, полученные из некоторых костей, показывают, что линии белого медведя, ошейникового лемминга и песца из этого времени и места вымерли. Это говорит о том, что эти животные не смогли следовать за изменением среды обитания или найти убежище во время более поздних холодных периодов последнего ледникового периода, что подчёркивает, насколько уязвимой может быть природа в условиях изменения климата.

Материал предоставлен The Conversation.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте