Именно люди, а не климат, были причиной вымирания гигантских животных

В течение многих лет ученые спорили о том, что именно — люди или климат — привели к резкому сокращению популяции крупных млекопитающих за последние несколько тысяч лет. Новое исследование подтверждает, что климат не может быть объяснением вымирания мегафауны.

Около 100 000 лет назад первые люди в больших количествах мигрировали из Африки. Они прекрасно адаптировались к новым местам обитания и расселились практически в любом ландшафте — от пустынь и джунглей на юге, до холодной тайги на севере.

Частично успех был обусловлен способностью человека охотиться на крупных животных. Благодаря умным приемам охоты и специально изготовленному оружию они могли охотиться даже на самых опасных млекопитающих.

Но, к сожалению, большой успех наших предков был достигнут за счет других крупных животных.

Хорошо известно, что во время колонизации мира человеком вымерло множество крупных видов. Новое исследование Орхусского университета показывает, что выжившие крупные млекопитающие также испытали резкое сокращение численности.

Изучая ДНК 139 ныне живущих видов крупных млекопитающих, ученые смогли показать, что численность почти всех видов резко упала около 50 000 лет назад.

Об этом заявил Йенс-Кристиан Свеннинг, профессор и руководитель Центра экологической динамики Датского национального исследовательского фонда (ECONOVO) при Орхусском университете.

«Мы изучили эволюцию крупных популяций млекопитающих за последние 750 000 лет. В течение первых 700 000 лет популяция была довольно стабильной, но 50 000 лет назад кривая пошла вниз, популяция резко упала и так и не восстановилась», — сказал он.

«За последние 800 000 лет земной шар колебался между ледниковыми периодами и межледниковыми периодами примерно каждые 100 000 лет. Если бы климат был причиной, мы должны были бы увидеть большие колебания, когда климат менялся до 50 000 лет назад. Но мы этого не видим. Поэтому наиболее вероятным объяснением являются люди».

Кто уничтожил крупных млекопитающих?

На протяжении десятилетий ученые спорили о том, что стоит за исчезновением или быстрым сокращением численности крупных млекопитающих за последние 50 000 лет.

С одной стороны, есть исследователи, которые считают, что главным объяснением являются быстрые и сильные колебания климата. Например, они считают, что шерстистый мамонт вымер потому, что в основном исчезла холодная мамонтовая степь.

На противоположной стороне находится группа, которая считает, что объяснением является доминирование людей (Homo sapiens). Они полагают, что наши предки охотились на животных до такой степени, что те либо полностью вымерли, либо были сильно истреблены.

До сих пор одними из наиболее важных доказательств в дискуссии были окаменелости за последние 50 000 лет. Они показывают, что сильное, избирательное вымирание крупных животных во времени и пространстве примерно соответствует распространению человека по земному шару. Следовательно, вымирание животных вряд ли может быть связано с климатом. Тем не менее, дебаты продолжаются.

Последнее исследование представляет совершенно новые данные, которые проливают новый свет на дебаты. Изучая ДНК 139 крупных ныне живущих млекопитающих — видов, которые жили в течение последних 50 000 лет и не вымерли, — исследователи могут показать, что популяции этих животных также сократились за этот период. Такое развитие событий, похоже, связано с распространением людей, а не с изменением климата.

ДНК содержит долгосрочную историю вида

За последние 20 лет в секвенировании ДНК произошла революция. Картирование целых геномов стало простым и недорогим, и в результате теперь картирована ДНК многих видов.

Картированные геномы видов по всему миру находятся в свободном доступе в Интернете — и именно эти данные использовала исследовательская группа из Орхусского университета, — объясняет Юрай Бергман, ведущий автор нового исследования.

«Мы собрали данные от 139 крупных ныне живущих млекопитающих и проанализировали огромное количество информации. Для каждого вида имеется около 3 миллиардов точек данных, поэтому это заняло много времени и большие вычислительные мощности».

«ДНК содержит много информации о прошлом. Большинству людей знакомо древо жизни, которое показывает, как развивались разные виды и какие у них общие предки. Мы сделали то же самое с мутациями в ДНК. Сгруппировав мутации и построив генеалогическое древо, мы можем оценить размер популяции конкретного вида с течением времени».

Чем больше популяция животного, тем больше мутаций произойдет. На самом деле это вопрос простой математики. Возьмем, к примеру, слонов. Каждый раз, когда зачат слон, есть вероятность, что произойдет ряд мутаций, и он передаст их последующим поколениям. Больше рождений означает больше мутаций».

Крупные млекопитающие и нейтральные части ДНК

Все 139 крупных млекопитающих, рассмотренных в ходе исследования, относятся к видам, существующим сегодня. Среди них есть слоны, медведи, кенгуру и антилопы.

По оценкам, на Земле существует 6399 видов млекопитающих, но в этом исследовании были отобраны 139 больших животных, чтобы проверить, как их популяции изменились за последние 40 000–50 000 лет, когда вымерли подобные им крупные животные.

Крупных млекопитающих также называют мегафауной — и к ним относятся животные, весящие более 44 кг во взрослом состоянии. Поэтому люди также считаются мегафауной. Однако в ходе исследования ученые рассматривали виды весом всего 22 кг, так что были представлены все континенты, кроме Антарктиды.

Однако размер популяции слонов — не единственное, что влияет на количество мутаций.

Если территория, на которой живут слоны, внезапно высыхает, животные оказываются под давлением — и это влияет на состав мутаций. То же самое произойдет, если две изолированные группы слонов внезапно встретятся и смешают гены.

Если бы на количество возникающих мутаций влияло не только размер популяции, можно было бы подумать, что результаты весьма неопределенны. Но это не так, объясняет Юрай Бергман.

«Только 10 процентов геномов млекопитающих состоят из активных генов. Сильное давление отбора со стороны окружающей среды или миграция в первую очередь приведут к мутациям в генах. Остальные 90 процентов, напротив, более нейтральны», — сказал он.

«Поэтому мы исследовали мутации в тех частях генома, которые наименее восприимчивы к окружающей среде. Эти части в первую очередь указывают на численность популяции с течением времени».

Шерстистый мамонт – нетипичный случай

Большая часть споров о том, что стало причиной исчезновения или упадка крупных животных, сосредоточилась вокруг шерстистого мамонта.

Но это плохой пример, поскольку, как объясняет Йенс-Кристиан Свеннинг, большинство вымерших видов мегафауны были связаны с умеренным или тропическим климатом.

«Классические аргументы в пользу климата как объяснительной модели основаны на том факте, что шерстистый мамонт и ряд других видов связанны с так называемой «мамонтовой степью»; они исчезли, когда растаял лед, и исчез тип среды обитания. По сути, это неудовлетворительная объяснительная модель, поскольку подавляющее большинство вымерших видов мегафауны того периода вообще не обитали в мамонтовой степи».

«Они жили в теплых регионах, таких как умеренные и тропические леса или саванны. В нашем исследовании мы также показываем резкое сокращение в этот период популяций многих видов мегафауны, которые выжили и происходят из самых разных регионов и сред обитания».

Окончательная точка в дебатах, вероятно, еще не поставлена, но Йенс-Кристиан Свеннинг не понимает, как могут продолжаться аргументы в пользу климата как объяснения.

«Кажется невероятным, что можно придумать климатическую модель, объясняющую, как на всех континентах и ​​группах крупных животных примерно 50 000 лет назад произошли вымирания и постоянный упадок. И насколько эта выборочная утрата мегафауны была уникальной за последние 66 миллионов лет, несмотря на огромные изменения климата».

«Учитывая богатые данные, которые мы сейчас имеем, также трудно отрицать, что это произошло потому, что люди распространились по земному шару из Африки».

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.