Małe gryzonie i bezwzględne zmiany klimatu

Polsko-szwedzkie badania genetyczne nad obrożnikami tundrowymi sprzed dziesiątków tysięcy lat pokazały, że skutki zmian klimatycznych podczas ostatniej epoki lodowej były dramatyczne nie tylko dla ludzi i mamutów, ale także dla małych ssaków.

obrożnik

Rysunek obrożnika tundrowego z książki rosyjskiego zoologa Aleksandra von Middendorffa, w której zaprezentował naukowe efekty wyprawy na północną i wschodnią Syberię w latach 40. XIX w.

Obrożnik tundrowy (Dicrostonyx torquatus), zwany dawniej lemingiem obrożnym, to niewielki gryzoń dostosowany do bardzo chłodnego środowiska, który występuje dziś we wschodniej Syberii. Niegdyś żyły one jednak w całej północnej Eurazji, aż po Europę Zachodnią.

Zespół genetyków i paleozoologów z Polski i Szwecji przeprowadził szeroko zakrojone badania DNA mitochondrialnego pozyskanego ze szczątków 317 obrożników żyjących w ciągu ostatnich 50 tys. lat. Najwięcej próbek (137) pochodziło z jaskini Biśnik w Jurze Krakowsko-Częstochowskiej.

– Na początku chcieliśmy analizować obrożniki tylko z tej jaskini. Jednak czas i kolejne datowania radiowęglowe zweryfikowały te założenia. Okazało się, że akurat materiał, do którego mieliśmy dostęp był silnie przemieszany. Nie było żadnej korelacji pomiędzy pozycją stratygraficzną, a faktycznym wiekiem próbki, ale duża ilość uzyskanych sekwencji pozostała – opowiada dr Mateusz Baca z Ośrodka Badań Prekolumbijskich Uniwersytetu Warszawskiego.

Z powyższych powodów do badanego materiału genetycznego uczeni dołączyli jeszcze próbki pozyskane z jaskini Obłazowej w Kotlinie Orawsko-Nowotarskiej, a także z wielu stanowisk w Rosji, Belgii, Wielkiej Brytanii, Niemczech i w Kanadzie.

Wyniki pokazały, że obrożniki żyjące w Europie i w zachodniej Azji wymarły co najmniej cztery razy w ciągu ostatnich 50 tys. lat! Tyle razy naukowcy zauważyli całkowite zniknięcie występujących w Europie linii genetycznych tych gryzoni. Za każdym jednak razem nasz kontynent był ponownie kolonizowany przez obrożniki przybywające najpewniej z północno-wschodniej Syberii. Nie doszło do tego jednak po ostatnim wymarciu, które nastąpiło około 14 tys. lat temu.

Co istotne, to ostateczne zniknięcie obrożników z Europy zbiega się w czasie z wymieraniem wielu dużych ssaków epoki lodowej, a także ze znacznym spadkiem liczebności żyjących w Europie ludzi (wskazują na to chociażby niedawne badania genetyczne mtDNA pradawnych europejskich łowców-zbieraczy, o których pisałem w dostępnym tylko dla subskrybentów artykule Niespodzianki w genach dawnych Europejczyków).

obrożniki

Kolejne obrożniki z książki von Middendorffa

– Takie jednoczesne wymierania zarówno małych jak i dużych ssaków, połączone z dużymi stratami w ludzkiej populacji, wskazują na znaczne zmiany w ekosystemie – komentuje współautor badań prof. Love Dalén ze Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej.

Wielokrotne wymieranie obrożników tundrowych na tak rozległym obszarze sugeruje także, że ekosystemy epoki lodowej były dużo bardziej czułe na zmiany klimatu niż dotąd sądzono. Bardzo ważne będzie ustalenie, czy podobne tragedie dotykały też inne małe ssaki, a zwłaszcza te niedostosowane do chłodnego klimatu. – Da nam to lepszy obraz tego, jak zmiany klimatu wpływały na cały ekosystem – mówi Eleftheria Palkopoulou ze Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej, jedna z głównych autorów publikacji.

Wydaje się, że bohaterom badań szkodziły okresy ocieplania się klimatu. – Generalnie obrożniki są gatunkiem o wąskim spektrum klimatycznym i jest to klimat zimny, arktyczny, tundra i stepotundra. Takie są preferencje współczesnych populacji, ale zakłada się, że można to odnieść też do populacji z późnego plejstocenu i holocenu. Tak więc spodziewamy się, że w okresach ociepleń ich populacja będzie się kurczyć i wycofywać w kierunku zimniejszego klimatu (zwykle na północ). To dobrze się zgadza z wydarzeniami na przełomie ostatniego zlodowacenia i holocenu – zmniejszenie liczebności i fragmentacje populacji miały miejsce w okresie gwałtownego ocieplenia, które wtedy nastąpiło – tłumaczy dr Baca.

Niestety, sytuacja nie jest już tak jasna, jeśli chodzi o wcześniejsze wymierania i rekolonizacje. Jedna z tych wymian, która miała miejsce około 32 tys. lat temu, świetnie pasuje do końca ciepłego okresu i początku zimnego okresu. Natomiast kolejne dwie przypadają na ostatnie maksimum zlodowacenia.

– Jest to najzimniejszy okres epoki lodowej, a obszary tundry rozciągają się na dużej części Eurazji. Trudno powiedzieć, dlaczego w tym wydawałoby się dogodnym dla obrożników okresie dochodzi do kolejnych wymierań. Zasugerowaliśmy, że musiały jednak mieć miejsce krótkotrwałe zmiany klimatu lub środowiska – opowiada dr Baca.

Uczeni znaleźli dwie dodatkowe przesłanki, że takie wahania klimatu faktycznie mogły mieć miejsce. – Pierwsza to potwierdzony wieloma datowaniami brak szczątków mamutów praktycznie dokładnie w tych samych okresach, co zniknięcia obrożników. Tymczasem mamuty preferowały taki sam typ środowiska, a więc zimną bezdrzewną tundrę. Druga przesłanka to profil palinologiczny ze stanowiska Lago Grande di Monticchio w południowych Włoszech. W momentach, kiedy dochodziło do wymian populacji obrożników, notujemy w tym profilu wzrost temperatury, co przejawia się zwiększeniem ilości pyłków roślin drzewiastych. Sądzimy więc, że mogło dochodzić do krótkotrwałych zmian środowiska, może ekspansji lasów, co spowodowało wymieranie populacji obrożników i mamutów – tłumaczy polski badacz.

Badania ujawniły także, że żyjące do dzisiaj obrożniki tundrowe z północnej i wschodniej Syberii straciły znaczną część swojego zróżnicowania genetycznego. – Co najmniej raz ich populacje przeszły przez tak zwane wąskie gardło, czyli drastycznie zmniejszyła się ich liczebność i doszło do fragmentacji populacji – mówi dr Mateusz Baca – W efekcie mają dziś tylko niewielki ułamek dawnego zróżnicowania genetycznego.

Badania nad obrożnikami nie wydają się być może tak ciekawe, jak nad mamutami lub dawnymi ludźmi, ale pozwoliły zyskać lepszy obraz wydarzeń w trakcie ostatniej epoki lodowej. Wydaje się, że znaczące zmiany zachodziły wówczas w środowisku dużo częściej niż dotąd podejrzewano, a ich skutki bywały bardziej dramatyczne. Badania nad małymi gryzoniami pokazują także, że w przypadku zniknięcia wielkich ssaków epoki lodowej wina rzeczywiście może leżeć w dużej mierze po stronie klimatu.

Wyniki badań ukazały się w „Global Change Biology”

Eleftheria Palkopoulou, Mateusz Baca, Natalia I. Abramson, Mikhail Sablin, Paweł Socha, Adam Nadachowski, Stefan Prost, Mietje Germonpré, Pavel Kosintsev, Nickolay G. Smirnov, Sergey Vartanyan, Dmitry Ponomarev, Johanna Nyström, Pavel Nikolskiy, Christopher N. Jass, Yuriy N. Litvinov, Daniela C. Kalthoff, Semyon Grigoriev, Tatyana Fadeeva, Aikaterini Douka, Thomas F.G. Higham, Erik Ersmark, Vladimir Pitulko, Elena Pavlova, John R. Stewart, Piotr Węgleński, Anna Stankovic, Love Dalén, Synchronous genetic turnovers across Western Eurasia in Late Pleistocene collared lemmings, Global Change Biology 25 February 2016, DOI: 10.1111/gcb.13214

NędzaUjdzie w tłumieŚrednieDobreBardzo dobreRewelacja (Oddanych głosów: 11, średnia ocen: 5,45 na 6)
Loading...