Острова мамонтов

Наталья Резник,
кандидат биологических наук
«Химия и жизнь» №10, 2016

Жили когда-то в Европе, Азии и в обеих Америках мастодонты (Mammutidae) — представители отряда хоботных. Было их не менее 20 видов, у большинства бивни росли не только в верхней челюсти, но и в нижней. Последние мастодонты вымерли около 10 тысяч лет назад. И ничего, никто по ним не скучает. Иное дело северные современники мастодонтов — мамонты. Они невероятно популярны, каждая новая находка привлекает внимание общественности. Ученые даже планируют восстановить мамонтов единственно из удовольствия иметь шерстяного слона. В ожидании этого счастливого события исследователи перебирают обстоятельства прошлой жизни и вымирания этих животных.

Итак, шерстистые мамонты Mammuthus primigenius жили в Берингии, занимавшей территории современных Чукотки, Аляски, Берингова пролива, Чукотского, Берингова и Охотского морей. Эту огромную землю с мамонтами делили шерстистые носороги, овцебыки и олени, следовательно, многочисленным стадам крупных травоядных там хватало корма. Климат Берингии был континентальным, сухим, средняя температура воздуха в июле 13–14°С, в январе от ?45 до ?47°С. Во всяком случае, таким его представляют специалисты Института биологических проблем Севера ДВО РАН («Зоологический журнал», 2003, 82, 281–300). В условиях континентального климата сложился уникальный ландшафт, тундростепь, в которой нашлось место злакам и травам холодных степей, мхам, тундровым растениям и водоемам с пышной болотной растительностью. Зимой снежный покров был не очень толстым, и мамонтам было несложно прокормиться.

Во время сартанского оледенения, 14–13 тысяч лет назад, оптимальные для мамонтов условия обитания сместились к югу, и они забредали в высокие широты только в теплые летние месяцы. А 12,5–9 тысяч лет назад оледенение закончилось, климат Северной Евразии стал более теплым и влажным, привычная для мамонтов растительность сместилась на север, а потом тундростепи и вовсе исчезли.

Сейчас мамонтовую тундростепь восстанавливают в заказнике «Плейстоценовый парк» на северо-востоке Якутии. По замыслу руководителя парка Сергея Афанасьевича Зимова, современные низкопродуктивные тундры можно заменить высокопродуктивными пастбищами, если в течение длительного времени поддерживать на ограниченной территории высокую численность крупных травоядных. Они вытопчут и поломают лесную растительность, удобрят почву, и на территории парка возобладают продуктивные травы. В заказнике уже обитает пять видов крупных травоядных: лошади, овцебыки, зубры, лоси и северные олени. Так что, если мамонтов все-таки удастся возродить, место для них готово.

Увы, в то далекое время некому было о них позаботиться. Мамонтам пришлось отступать на север и они, по-видимому, нашли несколько подходящих для себя мест в высоких широтах. В некоторых арктических сибирских рефугиумах они просуществовали пару тысяч лет, сменив кормовую базу и отказавшись от привычных сезонных миграций с юга на север и обратно. От такой жизни мамонты потихоньку мельчали. Во всяком случае, животные, населявшие 8 тысяч лет назад побережье Чукотки, были не такими крупными, как раньше.

Потепление вызвало подъем уровня моря, северные земли превращались в острова, и примерно 9 тысяч лет назад проживавшие там мамонты оказались в полной изоляции.

За время существования M. primigenius их численность проходила несколько минимумов, совпадающих с изменениями климата. Падения численности, имевшие место 26 и 16–20 тысяч лет назад, мамонты благополучно пережили, но последнее, совпавшее с потеплением 10,5 тысяч лет назад, оказалось для них роковым. К тому времени в арктической части Сибири уже давно жили люди, они появились там не позже чем 28 тысяч лет назад; на мамонтов они охотились, но реально повлиять на их численность не могли. Все изменилось, когда популяция оказалась раздробленной на малочисленные оседлые группы. В этих неблагоприятных условиях охота ускорила вымирание мамонтов (Quaternary Science Reviews, 2011, 30, 2309–2328, doi: 10.1016/j.quascirev.2010.10.017).

О роли охотников в исчезновении мамонтов исследователи спорят до сих пор. Возможно, этих животных убивали не столько ради мяса, сколько ради необходимых технологических материалов: бивней, костей и шкур (World Archaeology, 2012, 44, 21–42, doi: 10.1080/00438243.2012.647574). Как бы то ни было, на арктических островах, куда люди не добрались, мамонты продержались на несколько тысяч лет дольше, чем на материке, несмотря на сходство растительности. Однако условия на островах были разными, и потому судьба островных мамонтов сложилась по-разному. Одни оказались в заповеднике, другие — в ловушке.

Самое известное убежище мамонтов — остров Врангеля, отделенный от континента проливом Лонга шириной около 140 км и глубиной до 45 м. За последние 100 тысяч лет остров никогда не был полностью покрыт льдом.

На острове есть невысокие горы, высота самой большой — 1096 м над уровнем моря. Его площадь — 7600 км², вполне достаточно, чтобы приютить значительную популяцию животных, хотя ее плотность, очевидно, была выше, чем в плейстоцене на материке.

Мамонтов на острове Врангеля исследовали российские ученые при участии финских и шведских коллег (Quaternary Research, 2008,70, 51–59, doi: 10.1016/j.yqres.2008.03.005). Они провели радиоуглеродную датировку 124 образцов зубов и длинных костей, принадлежащих разным особям. Из них 106 жили от 9000 до 3700 лет назад, это предположительное время возникновения и вымирания островной популяции мамонтов. Остальные образцы старше, и, поскольку их гораздо меньше, исследователи полагают, что до потепления мамонты не жили на этой территории постоянно, а забредали только в теплые летние месяцы.

Видимо, мамонтам на острове было неплохо, их кости находят повсюду, кроме самых высоких мест, особенно их много вдоль берегов рек и ручьев. Судя по размерам находок, островные мамонты не были карликами, хотя они не так крупны, как в плейстоцене. Скорее всего, они принадлежали к более мелкому подвиду, возникшему еще на материке после изменения климата. За пять тысяч лет изолированного существования островная популяция не измельчала.

Кроме мамонтов на острове Врангеля в плейстоцене жили зубры Bison priscus, лошади Equus lenensis, овцебыки Ovibos moschatus и шерстистые носороги Coelodonta antiquitatis. Однако нет доказательств, что они разделили с мамонтами островное изгнание. Почему так произошло, неизвестно. Возможно, отсутствие других крупных травоядных помогло мамонтам так долго продержаться. Вымерли они, скорее всего, от естественных причин.

Иная судьба у мамонтов, которых судьба забросила на остров Святого Павла. Когда-то он был вулканической горой, а 14,7 тысячи лет назад стал островом. Его площадь быстро сокращалась, и он превратился в клочок суши площадью около 110 км² , удаленный от Аляски и Алеутских островов на 450 км. Вечной мерзлоты там нет, заметных возвышенностей тоже, рельеф практически равнинный, и водоемов раз-два и обчелся. Главный источник воды — озеро Лейк-Хилл в кальдере вулкана. Остров порос травой и мхом.

Озеро Лейк-Хилл — крупнейший пресный водоем на острове Святого Павла

Хотя остров Святого Павла расположен существенно южнее острова Врангеля, людей там не было до 1787 года, когда на него высадились русские китобои. Так что мамонты были предоставлены сами себе. Однако продержалась эта популяция не очень долго, по данным радиоуглеродного анализа, она исчезла на 1580 лет раньше, чем на острове Врангеля.

Уточнением времени и причины исчезновения мамонтов на острове Святого Павла занялись специалисты нескольких американских университетов (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113, 9310-9314, doi:10.1073/ pnas.1604903113). У этой статьи 16 авторов, в их распоряжении было только 19 образцов костей, поэтому может показаться, что у исследователей численное преимущество перед объектом. Однако ученые не ограничились радиоуглеродной датировкой костей. Они собрали пробы осадочных пород со дна Лейк-Хилл, откуда извлекли древнюю ДНК и споры трех видов грибов-копрофилов, растущих исключительно на навозе: Sporormiella, Sordaria и Podospora.

Самыми крупными после мамонтов обитателями острова были песцы Alopex lagopus. Поэтому именно мамонты были основными производителями навоза. Во временном интервале 9000–5650 лет назад спор копрофилов очень много, затем их количество резко сокращается, следовательно, навоза не стало. ДНК мамонтов присутствует во всех осадочных породах между 10850±150 и 5650±80 лет назад. Эти данные прекрасно совпадают с датировкой костей. Три линии доказательств сошлись в одну точку: мамонты на острове Святого Павла исчезли 5600±100 лет назад. Почему?

Людей на острове не было, хищников тоже: белые медведи появились в тех местах через тысячу лет после исчезновения мамонтов. Вулкан на острове не извергался, снежный покров не стал толще, состав растительности не изменился, хотя продуктивность тундры постепенно снижалась. Исследователи уверены, что мамонты вымерли от нехватки пресной воды.

Современные африканские и индийские слоны, ближайшие родственники мамонтов, выпивают от 70 до 200 литров в день. Не исключено, что мамонтам воды нужно было еще больше: в ходе длительной эволюции они приспособились накапливать и сберегать тепло и в новых условиях, возможно, перегревались. Воды на их крошечном острове было совсем мало. Основным мамонтовым водопоем было озеро Лейк-Хилл, глубина которого в наше время не превышает 1,3 м.

Судя по изотопному составу осадочных пород и присутствию в них множества диатомовых водорослей и ракообразных Alona circumfibriata, которые предпочитают мутную, солоноватую воду, озеро стало мелеть примерно 6430 лет назад. Уровень моря поднимался, климат становился более засушливым, испарение с поверхности озера усилилось. Шерстистые гиганты топтались на его берегах, превращая их в жидкую грязь, вытаптывали растительность, а эрозия ускоряла обмеление озера. Нехватка воды сказалась не сразу, развязка наступила через тысячу лет. Мамонтов на острове Святого Павла не стало.

Теория предсказывает, что скорость вымирания возрастает на малых островах с ограниченными ресурсами. Экспериментальные данные эту теорию поддерживают. В данном случае таким ресурсом стала вода. От ее нехватки пострадали не только мамонты. Сильная засуха, случившаяся на Маврикии 4150 лет назад, стала причиной массового вымирания животных.

К сожалению, подобные катаклизмы могут повториться. Уровень моря растет, изменчивость климата, вызванная антропогенными факторами, увеличивается уже несколько веков, и эти факторы могут вызвать нехватку пресной воды и поставить под угрозу существование современных островных позвоночных.

Источник: elementy.ru