Бивень мамонта позволил отследить его путь от рождения до смерти. Химический анализ бивня 17000-летнего шерстистого мамонта Ледникового периода показал, что за свою жизнь он преодолел огромные расстояния, а в конце ее страдал от бескормицы. Информация о путешествиях мамонтов позволяет узнать, от чего они вымерли.
Исследователи реконструировали географические перемещения шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), используя химические «GPS-метки», сохранившиеся в его бивне. Полученные данные показывают, что это животное так много путешествовало по территории современной Аляски, что могло обогнуть Землю почти дважды. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, позволяет по-новому взглянуть на давнюю загадку причин вымирания мамонтов.
Хотя ученые довольно много знают о питании, генетике и экологии шерстистых мамонтов, сведений об индивидуальных историях их жизни до сих пор недоставало. Теперь появляется возможность восполнить этот пробел.
«Мы не можем просто вернуться во времени и наблюдать за этими животными, как наверняка поступил бы любой современный эколог. Однако нам может помочь химический анализ их останков», — говорит Крис Видга, американский палеонтолог из Университета Восточного Теннесси в Джонсон-Сити, в интервью Nature.
Каждое место на Земле накладывает отчетливую химическую сигнатуру, обусловленную геологическими различиями. Соотношения разных изотопов химических элементов, таких как стронций и кислород, в коренных породах и воде создают уникальный профиль, характерный для данного места, который остается неизменным на протяжении тысячелетий и содержится в почве и растениях. Когда мамонты паслись на арктических равнинах, эти изотопные сигнатуры накапливались в их постоянно растущих бивнях, как бы ведя таким образом ежедневный журнал о маршрутах животного.
До сих пор никто не анализировал эти химические «GPS-метки» по всей толще бивня, что отразило бы всю жизнь мамонта. «Это, безусловно, самое масштабное и всестороннее исследование такого рода», — убежден Мэтью Вуллер, палеоэколог из Университета Аляски в Фэрбанксе, который вместе с геологом Клементом Батаем из Университета Оттавы в Канаде и его коллегами руководил этим исследованием.
Предыдущий анализ уже показал, что этот бивень длиной 1,7 м принадлежал самцу мамонта, умершему примерно 17 100 лет назад в возрасте не менее 28 лет. Исследователи распилили кость, чтобы изучить ежедневно нараставшие слои — от дня рождения до дня смерти. «Все, что находится между ними, — это и есть жизнь мамонта», — поясняет Вуллер.
Для определения точного химического состава бивня исследователи использовали лазеры, считав информацию приблизительно с 340 тыс. точек по всей толще конуса бивня. Затем они сравнили изотопные профили в каждой из этих точек с данными геологической карты Аляски и северо-запада Канады, использовав специальный компьютерный алгоритм, чтобы составить карту наиболее вероятных маршрутов передвижения мамонта вплоть до того места, где были найдены останки животного. «Это настоящая мыльная опера, закончившаяся смертью главного героя», — отмечает Вуллер.
Карты изотопов создавались в числе прочего и по анализу зубов сотен мелких грызунов со всей Аляски, хранящихся в коллекциях музея. Эти животные за всю свою жизнь перемещаются лишь на относительно небольшие расстояния и таким образом хранят в себе лишь локальные изотопные метки.
Поперечное сечение распиленного бивня мамонта окрасили в синий цвет для выявления линий роста. Исследователи проанализировали химический состав его слоев, чтобы отследить передвижения этого мамонта.
Большую часть своей юности мамонт провел в бассейне реки Юкон и в более отдаленных местах Аляски, где он совершал неоднократные дальние путешествия между важными для него локациями. Такие миграции похожи на поведение групп современных слонов, что позволяет высказать очевидное предположение: молодой мамонт двигался вместе со своим стадом.
Примерно к 16 его годам изотопный узор бивня становится иным. Мамонт, вероятно, уходил на большие расстояния более спонтанно, чем в юные годы. Это может указывать на то, что он оставил свое стадо, чтобы жить в одиночестве, как это опять же наблюдается у взрослых самцов современных видов слонов. Около десяти лет он много бродил по привычным местам обитания, иногда посещая районы, в которых были найдены останки других мамонтов.
За последние полтора года жизни животного места его прогулок сократились до единственного региона у северного побережья Аляски за Полярным кругом. Характерные изотопные сигнатуры демонстрируют «явные признаки жизни впроголодь». Голод, вероятно, и стал причиной его смерти, считает Вуллер.
«Тот факт, что новое исследование представляет собой как бы «изобиографию» отдельной особи, делает его необычайно захватывающим, — говорит Кейт Бриттон, ученый-археолог из Абердинского университета в Великобритании. — Мы получили представление об индивидуальном поведении животного, которое бродило по Аляске более 17 тыс. лет назад, и изотопы стронция позволяют нам идти по его стопам».
Ученые до сих пор ломают голову над тем, что стало причиной вымирания шерстистых мамонтов, но многое говорит в пользу резкого изменения климата. Их исчезновение совпало с периодом, когда на планете происходило потепление и на большей части арктического ареала, где жили мамонты, становилось все более жарко и влажно, происходило наступление лесов на привычные мамонтам тундростепи. По словам Вуллера, если мамонты регулярно мигрировали на такие же расстояния, как изучаемая особь, то это могло бы объяснить, почему на них так негативно отразилась потеря среды обитания.
Вуллер и его коллеги собираются теперь проанализировать бивни других мамонтов, чтобы составить более представительную коллекцию историй их жизней. Но на пути у этих планов стоит необходимость распиливать ценные музейные экспонаты.
Кристин Гарсия, менеджер коллекций по геологии Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско, заинтригована этой идеей, но призывает к должной осторожности. И хотя важно помнить о нежелательности деструктивных методов отбора проб, по ее словам, это исследование «говорит о потенциальной ценности многих из наших коллекций и о том, как они могут быть еще полезны». Теперь она задается вопросом, какие истории из жизни мамонтов еще спрятаны среди изотопов их бивней и что можно подобным образом узнать о путешествиях других вымерших животных.
