For ti tusind år siden uddøde store pattedyr i Arktis, ligesom den uldne mammut. Hvad forårsagede det? Klima forandring? Sygdom? Over-jagt af mennesker?
En almindelig opfattelse af istidens landskaber som græsarealer, der græsses af store pattedyr, såsom den uldne mammut, er blevet modbevist i en undersøgelse, der blev offentliggjort i udgaven af 05. februar 2014 om Natur. Et tværfagligt team af videnskabsfolk fra 12 lande har vist, at arktisk flora i løbet af de sidste 50.000 år var domineret af urteagtige blomstrende planter, der var en næringsrig mad til store plantespisende pattedyr. Men for 25.000 til 15.000 år siden var meget af arktisk land dækket af is, hvilket førte til et bundfald i mangfoldigheden af urteagtige blomsterplanter. I denne periode overlevede store pattedyr næppe næppe i isfri områder. Men da klimaet ændrede sig i slutningen af istiden, faldt urteagtige planter yderligere, erstattet af græs. De mindre næringsrige græsser var en dårlig fødevareerstatning, hvilket førte til en eventuel udryddelse af store pattedyr i Arktis for ca. 10.000 år siden.
De fleste billeder af Woolly Mammoth viser dem i græsarealer, f.eks. Denne illustration. Nye beviser tyder på, at istiden flora hovedsagelig var urteagtige blomstrende planter. Billedkredit: Mauricio Antón via Wikimedia Commons.
Der har været meget debat om udryddelse af arktisk uldmammet, uldne næsehorn, steppe bison, hest og moskusok, der fandt sted for 10.000 år siden. Der er lagt skyld på sygdomsudbrud og over-jagt af mennesker. Den mest overvejede årsag til udryddelserne har imidlertid været klimaforandringer, men mekanismerne, der forårsagede disse skabes bortgang, var ikke godt forstået.
Istidens arktiske landflora blev antaget at være overvejende græs og sedges, baseret på undersøgelser af pollen, der findes i permafrost. Nye fremskridt inden for DNA-analyse har imidlertid gjort det muligt at udtrække og sekvensere DNA fra istidens plantematerialer, der er konserveret i arktisk permafrost. Yderligere oplysninger om plantepræferencer er fundet i maveindholdet i slagtekroppe og i dyrehold af uddøde uldne næsehorn, uldigt mammut og andre uddøde store planteædere, bevaret i permafrost. Professor Mary Edwards ved University of Southampton i Storbritannien forklarede undersøgelsen og resultaterne af DNA-analysen i en pressemeddelelse,
Permafrost er frosset jord og sediment, der fungerer som en gigantisk fryser, der bevarer utallige planter og dyrerester fra gamle økosystemer. Det er ideelt til denne form for undersøgelse, fordi DNA'et ikke går tabt under de normale forfaldsprocesser.
Ved at analysere dette konserverede DNA har vi fundet ud, at blomstrende planter, kendt som forbs, var langt mere udbredt end tidligere antaget. Faktisk er forbs overset i mange tidligere undersøgelser af istidens økosystemer, men denne undersøgelse viser, at de måske har været en kritisk ernæringskilde i kosten fra pattedyrs megafauna - store dyr som mammut, uldne næsehorn, bison og hest.
Analyse af plante-DNA har givet os et unikt perspektiv på dette nu uddøde nordlige økosystem og fået ny indsigt i, hvordan sådanne store dyr kunne overleve ekstreme kolde og barske istidstilstande.
Keder sig i permafrosten for at få planteprøver. Billedkredit: Eske Willerslev.
Northern Plantain, en urteagtig blomstrende plante.DNA fra denne plante blev fundet i den sibirske permafrost. Billedkredit: University of Sussex.
Permafrost-prøver blev opnået i Sibirien, Canada og Alaska. Meget af den bevarede vegetation var i form af rødder og andre plantedele, der engang voksede på overfladen, hvor uddøde store pattedyr gik. DNA ekstraheret fra det frosne plantemateriale blev sekventeret og derefter sammenlignet med det fra nutidige beslægtede nordlige urteagtige planter og museumsprøver. Planter, der var ældre end 10.000 år, viste sig at være mest forbs. Maveindhold fra frosne slagtekroppe af uddøde pattedyr og konserverede dyrevråber, udvundet fra permafrost, viste, at dyrene havde en præference for forbs.
Professor Dale Guthrie ved University of Alaska-Fairbanks forklarede betydningen af opdagelsen på en University of Southampton webside om denne undersøgelse.
Store mængder forbs-dyrkning findes normalt ikke i moderne økosystemer, der domineres af store græsningsdyr som bison. Økologer, der studerede det gamle økosystem, spekulerer under istidstilstander, græsningsdyrene var en del af en positiv cyklus, hvor deres dråber befrugtede jorden og gjorde det muligt for forberne at blomstre. I slutningen af istiden ændrede forholdene sig dramatisk og blev varmere og vådere. Disse forhold begunstigede ikke længere pattedyr-forb-forholdet, og andre typer planter (såsom træagtige buske og træer) begyndte at dominere landskabet. Dette skift har sandsynligvis alvorlige konsekvenser for dyrene og kan have bidraget til det store antal udryddelser, der skete i slutningen af istiden.
En video af en af forskerne i denne undersøgelse, Per Möller fra Lund University i Sverige, der beskriver projektet.
Professor Eske Willerslev, en gammel DNA-forsker ved Danmarks Naturhistoriske Museum, kommenterede i en anden pressemeddelelse,
Vi vidste fra vores tidligere arbejde, at klima kørte svingninger i megafauna-befolkningen, men ikke hvordan. Nu ved vi, at tabet af proteinrige forbs sandsynligvis var en nøgleafspiller i tabet af istidens megafauna. Interessant kan man også se vores resultater i perspektivet af de nuværende klimaændringer. Måske får vi fat i drivhusgaserne i fremtiden. Men forvent ikke, at den gode gamle velkendte vegetation kommer tilbage, når den igen bliver køligere efter den globale opvarmning. Det er ikke givet, at de 'gamle' økosystemer vil genoprette sig i samme grad som før opvarmningen. Det er ikke kun klima, der driver vegetationsændringer, men også historien om selve vegetationen og pattedyrene, der spiser den.
En mammut brosme. Billedkredit: Johanna Anjar.
Bundlinie:
Ny forskning har afsløret, at den antikke arktiske landflora for 50.000 år siden ikke kun var græsarealer, men overvejende urteagtige blomsterplanter, der tjente som proteinrig mad til store pattedyr. Femogtyve tusinde til 15.000 år siden var meget af denne region dækket af is, hvilket forårsagede et stort fald i mangfoldigheden af urteagtige blomsterplanter. De store pattedyr fortsatte med at overleve bare knap nok i nogle isfrie områder. Men i slutningen af den sidste istid omformede det skiftende klima det arktiske landvegetationsensemble - urteagtige planter genoprettede ikke i deres tidligere levesteder og blev fortrinsvis erstattet af græs. Forskere antyder, at de mindre næringsrige græs ikke kunne opretholde de store pattedyr, hvilket resulterede i deres udryddelse for ca. 10.000 år siden. Disse fund, af et internationalt forskerhold, blev offentliggjort den 5. februar 2014 i tidsskriftet Natur.