Det sidste glaciale maksimalt påvirket trofæstrukturen hos dyr af de dyr, der beboer de mammut stepper. • Alexey Gilyarov • Videnskabsnyheder om "Elementerne" • Økologi, Klima, Paleontologi

Det sidste glaciale maksimalt påvirket trofiske strukturer af dyr samfund beboer de mammut stepper.

Mammutter om vinteren. Maling af en paleontolog og kunstner Konstantin Konstantinovich Flerov (1904-1980). Da K. Flerov tegner mammutter, var der ingen klar ide om de mammut stepper. Det ser ud til at vi derfor ikke ser højt tørret græs her. Fra webstedet www.sivatherium.narod.ru

Baseret på data om indholdet af stabile carbon- og nitrogenisotoper i dyreforsøg, kunne forskerne finde ud af den trofiske struktur (som tjente som fødevare) i dyresamfund af mammut stepper, der eksisterede på jorden i det sene pleistocen. Kildematerialet kom fra Europa (hvor den vestlige spids af den mammut steppe var) og Alaska (tidligere Beringia). Overvejede kun rovdyr og deres direkte ofre. Og blandt rovdyrene og blandt de herbivore var der både uddøde arter (mammut, uldnehorn, sabertandkatte, hule løve) og overlevende til denne dag (ulv, brun bjørn, rendyr, moskusoks, gemme osv.). Det sidste glaciale maksimum, der fandt sted for 26-19 tusind år siden, ødelagde ikke de mammut stepper, men førte til omorganiseringer i deres trofiske struktur.

Pleistocene landskab, som præsenteret af kunstneren Anton Maurizzo. I forgrunden – ren. Disse nu blomstrende dyr var talrige og spillede en vigtig rolle i de trofiske netværk af dyregrupper af mammut stepper. I centrum – et par vilde heste, direkte forfædre af heste, de nærmeste slægtninge til Przhevalsky hesten. Lige i baggrunden – moskus ox, saiga og bison. Mammutter er afbildet langt til venstre. Fra webstedet sdelanounas.ru

Mammoth steppes (aka tundra-steppe) er et ejendommeligt landskab og den tilsvarende vegetationstype, der eksisterede på jorden i det sene Pleistocene. Som navnet siger, mammoet (Mammuthus primigenius) var en karakteristisk type fauna af disse stepper. Men foruden mammutser vandrede andre store planteædende pattedyr de mammut stepper; nogle af dem er uddødt (for eksempel en uldne næsehorn – Coelodonta antiquitatus), men andre fortsætter med at blomstre nu (for eksempel rensdyr – Rangifer tarandus). I det sentlige Pleistocen strækkede de mammut stepper fra Vesteuropa østpå til Yukon, som var en del af Beringia, landet, der forbinder Europa og Amerika med et enkelt kontinent. Selvom disse stepper var placeret i nordlige breddegrader, adskilte de sig paradoksalt i forholdsvis høj produktivitet.Vegetationen havde intet til fælles med tundraplantagen vokser nu i deres sted i Chukotka og i det nordlige Alaska. I Beringia var den repræsenteret af høje, hårde græs, også i Europa – ved nåletræskovområder. Takket være den frostige, men tørre, snefri vinter, blev høje græs, der voksede om sommeren, bevaret hele vinteren i vinen som en høstbutik, der tjente som mad til plantelevende dyr.

Vilde rensdyr (Rangifer tarandus). Dette fantastiske, miljømæssigt meget plastiske dyr spillede en vigtig rolle i Pleistocene-samfundene, og er undertiden den vigtigste mad af rovdyr, herunder den uddøde sabertandede kat. Men selv nu er rensdyret, der er udbredt i både det nordlige Eurasien og Amerika, fortsat et stort antal og er en vigtig bestanddel af tundra- og skovtundraøkosystemer. Det tjener også som mad til rovdyr (ulv, wolverine), som er blevet meget mindre. Foto taget i Nord Norge (Komagvær). Indsendt af: nordfold. Fra nordfold.deviantart.com

Ligesom andre økosystemer blev mammut stepper udsat for en eller anden klimatisk indflydelse. Især gennemgik de alvorlige omstruktureringer ved starten af ​​det sidste glaciale maksimum (Last Glacial Maximum, LGM). Denne begivenhed fandt sted 26,5-19 tusind.for mange år siden førte til den delvise ødelæggelse af de mammut stepper. Ikke desto mindre forblev de vigtigste elementer i flora og fauna i refugierne og syd for gletschergrænsen, og efter tilbagetrækningen af ​​gletsjeren blev de mammut stepper genvundet. De forsvandt kun med yderligere opvarmning og ændringer i naturen af ​​vegetationen. En række dyr blev uddødt, men nogle fortsatte at eksistere i lang tid i isolerede levesteder. Især forsvandt de sidste mammutter, som forblev på Wrangel Island, kun for 4 tusind år siden.

Et forsøg på at vurdere klimaændringernes indvirkning på fødevarekædenes struktur i samfundene af mammut stepper blev for nylig udført af Justin D. Yeakel fra University of California, Santa Cruz (Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California) sammen med kolleger fra Brasilien og Tyskland. De undersøgte direkte de trofiske forhold mellem rovdyr og plantelevende dyr, der baserede sig på paleontologiske materialer samlet på to steder – i Centraleuropa (Frankrig, Belgien og Tyskland) og i Alaska (Fairbanks-omegn).

Skelet af Big Deer (Megaloceros giganteus). I Pleistocen var dette dyr sammen med det nordlige og andre hjorte, der stadig blomstrer, et fælles element i de mammut stepper, i det mindste i deres vestlige del.Foto © Franco Atirador fra www.ecuadorciencia.org

Predators blev repræsenteret af følgende arter: sabertandet kat (Homotherium serum), hule løve (Panthera spelaea, brun bjørn (Ursus arctos) og ulven (canis). Meget mindre almindeligt: ​​i Europa – en hyena (crocuta crocuta), i Beringia, en kortsidet bjørn (Arctodus). Herbivorernes samfund udover den allerede nævnte mammut og rensdyr omfattede også yaket (Bos mutus), bison (Bison spp.) hest (Equus ferus), moskusox (Symbos cavifrons) og gemme (Rupicarpa rupicarpa). Muskoks – kun i Beringia og gemme – i Europa. Alle andre arter – i Europa og i Beringia. Forskellige hjorte var også bredt repræsenteret i Europa: rød hjorte (Cervus elaphus), rådyr (Capreolus capreolus) og nu den uddøde irske big-horned hjorte (Megaloceros giganteus). Kun to arter af de største herbivorer, mammut og uldne næsehorn blev ikke angrebet af rovdyr. De blev beskyttet af deres størrelse. Men deres lig var attraktive bytte – derfor kan nogle trofiske forbindelser mellem dem og rovdyr spores.

Skelet af en sabertandet kat (Homotherium serum). Denne rovdyr var lidt større end en leopard. Højde i mødre 1,3 m. Foto: Texas Memorial Museum, University of Texas i Austin, fra en.wikipedia.org

For at få en ide om, hvem der spiste hvem i dyrenes samfund, der levede for millioner af år siden, brugte forfatterne tidligere offentliggjorte data om indholdet af stabile carbonisotoper i dyreforsøg (13C) og nitrogen (15N).Hvis forholdet mellem disse isotoper er etableret for et rovdyr og dets potentielle ofre, og deres fraktionering under stofskiftet er kendt, er det på baggrund af en bestemt model muligt at kvantitativt karakterisere det relative bidrag af hver type bytte til denne rovdyrs kost. Det næste trin kan være genopbygningen af ​​fødevarenettet (den del af den, der er repræsenteret af rovdyr og plantelevende dyr) for et bestemt samfund i en bestemt periode.

Kildematerialer om indholdet af stabile carbon- og oxygenisotoper i væv af rovdyr og bytte er allerede samlet tidligere. Disse er seks uafhængige datasæt fra East Beringia (nu Alaska) og Vesteuropa. Europæiske materialer tilhørte perioden før begyndelsen af ​​det sidste glaciale maksimum – 44,7-28,7 tusinde år siden (Ardennerne og Shvabskaya Jura) samt perioden efter det glaciale maksimum (Jura, 16,9-14 tusinde år siden; se kort). Tre sæt data fra East Beringia er prøver fra tre forskellige steder omkring Fairbanks. Sedimenter fra dem går tilbage til LGM (50-27,6 tusind år siden), i løbet af LGM (27,6-21,4 tusinde år siden) og efter LGM (21,4-11,5 tusind år siden).

Placering af Pleistocene mammut Steppes, hvis materiale anvendes i dette arbejde. I Europa er to punkter (i Belgien og i Vesttyskland) relateret til pryltiden og en (i Frankrig) efter det glaciale maksimum (efterglacial). I Beringia dækker tre forskellige steder forglacialet, efterglacialet og direkte under glaciationen (LGM). Fig. fra den diskuterede artikel Yeakel J.D. et al. i Proc. R. Soc. B

Efter at have etableret tilstedeværelsen af ​​et bestemt forhold mellem rovdyret og rovet, var det nødvendigt at gå til en kvantitativ vurdering af dette forhold (find ud af, hvilken andel af rovdyrens kost falder på denne type byttedyr) og derefter opbygge et diagram over alle de trofiske forhold i dette særlige samfund i denne tidsperiode. For at gøre dette påberåbte de sig på den bayesiske model af isotopblanding (for en beskrivelse af metoden se: Bayesian isotopblandingsmodel (PDF, 4,22 MB) og Moore J.W., Semmens B.X. Inkorporering af usikkerheden og prioriteringen af ​​isotopblandinger // Ecol. Lett. 2008. V. 11. P. 470-480). Styrken af ​​forbindelsen mellem rovdyret og rovet er proportional med biomassestrømmene fra rovet til rovdyret (strømmen fra alle rovdyr til denne rovdyr er lig med enhed).

Sammenfattende sammenlignede forfatterne proportionerne af forskellige ofre i kosten af ​​en bestemt rovdyr i Beringia og i Europa.Hvis der ikke er restriktioner for sammensætningen af ​​en rovdyrs mad, er der ingen forskel mellem Beringia og Europa (se figur). Før det glaciale maksimum både i Beringia og i Europa var der heste, bison, mammutter og bovider (i Beringia er der moskusoxider, i Europa er der skind). Efter det glaciale maksimum forblev alle disse arter med undtagelse af boviderne. I den feline diæt, både i Beringia og i Europa, op til det maksimale glaciale, var kun en lille andel (7-8%) plantelevende dyr, der blev fundet i begge regioner. Hovedandelen blev tegnet af de ofre, der kun boede i samme region. Men efter glacialmaksimum både i Europa og i Beringia blev deres rationer blevet ens: det var baseret på rensdyr.

Proportionerne af bidraget fra en bestemt type bytte til rovdyrs kost i Beringia (vandret) og i Europa (lodret). Hvis bidraget i Europa og i Beringia er det samme, falder punkterne på diagonalen i det tilsvarende diagram. Dataene om tre grupper af rovdyr betragtes som: katten (Felidae), ulven (canis) og den brune bjørn (Ursus). Øverste række – tilstand indtil den sidste istidning lavere – efter glaciering. Små ikoner på feltet af hvert diagram (se forstørret billede) svarer til forskellige plantelevende dyr: + – mammut, rhombus – hest, × – bison, trekant – kvæg, cirkel – ren. På graferne er markeret klynger af punkter svarende til bøjet (Caprine bovids), rendyr (Rangifer), bison (Bison), heste (Equus). Fig. fra den diskuterede artikel Yeakel J.D. et al. i Proc. R. Soc. B

En sammenligning af fællesskaberne i Europa og Beringia viser, at Beringia er præget af et højere niveau af "modularitet" eller compartmentalisering. Det vil sige i dette samfund kan man skelne mellem bestemte rum – grupper af arter, der er tættere forbundet med trofiske forhold indbyrdes end med andre typer samfund. Så, før glacierens begyndelse var ulven og den brune bjørn nært afhængig af et sæt ofre, mens den kortsidede bjørn og katten var præget af meget specifikke, individuelle kostvaner. Forfatterne forbinder en højere grad af modularitet i de beringske samfund med den geografiske isolation af denne region.

Den kendsgerning, at det sidste glaciale maksimum skulle tænke på en eller anden måde at reflektere over samfundene i de mammut steppes i Beringia var a priori indlysende. Men som denne undersøgelse viste, blev der også foretaget omstruktureringer i samfundene i Europa, i kanten af ​​det mammut steppe bælte.At vide, hvordan genoprettelsen af ​​disse samfund fandt sted, er lettere for os at forestille sig mulige omorganiseringer af moderne økosystemer, især da det sæt pattedyr, der stadig bor på steder, hvor de mammut stepper plejede at være, er en rest af rige Pleistocen-samfund. Nogle af disse arter er i fare for udryddelse.

Kilde: Justin D. Yeakel, Paulo R. Guimarães Jr., Hervé Bocherens, Paul L. Koch. Pleastocene madbaner på tværs af mammut steppe // Proc. R. Soc. B. 7. juli 2013. V. 280. Nej. 1762. Doi: 10.1098 / rspb.2013.0239 (udgivet 8. maj 2013). (Fuldtekst – arXiv: 1211.4911v2, PDF, 2.76 Mb.)

Se også:
Eric Ward. Introduktion til (Bayesian). Isotopblandingsmodeller. (PDF 4.22 MB) // Northwest Fisheries Science Center. Seattle WA, USA.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: