html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Последний ледниковый максимум повлиял на трофическую структуру сообществ животных, обитавших в мамонтовых степях


Мамонты зимой. Картина палеонтолога и художника Константина Константиновича Флёрова (1904–1980)

Мамонты зимой. Картина палеонтолога и художника Константина Константиновича Флёрова (1904–1980). Когда К. Флеров рисовал мамонтов, еще не было четкого представления о мамонтовых степях. Видимо, поэтому мы и не видим здесь высокой засохшей травы. С сайта www.sivatherium.narod.ru

Опираясь на данные о содержании в останках животных стабильных изотопов углерода и азота, исследователи сумели выяснить трофическую структуру (кто кому служил пищей) в сообществах животных мамонтовых степей, существовавших на Земле в позднем плейстоцене. Исходный материал происходил из Европы (где была западная оконечность пояса мамонтовых степей) и Аляски (бывшая Берингия). Рассматривали только хищников и их непосредственных жертв. И среди хищников, и среди травоядных были как вымершие виды (мамонт, шерстистый носорог, саблезубая кошка, пещерный лев), так и дожившие до наших дней (волк, бурый медведь, северный олень, овцебык, серна и др.). Последний ледниковый максимум, имевший место 26–19 тыс. лет тому назад, не уничтожил мамонтовые степи, но привел к перестройкам в трофической структуре их сообществ.

Плейстоценовый пейзаж, как его представил художник Антон Мауриццо. На переднем плане — северные олени

Плейстоценовый пейзаж, как его представил художник Антон Мауриццо. На переднем плане — северные олени. Эти и сейчас процветающие звери были многочисленны и играли важную роль в трофических сетях сообществ животных мамонтовых степей. В центре — пара диких лошадей, прямых предков домашних лошадей, ближайших родственников лошади Пржевальского. Справа на заднем плане — овцебык, сайгаки и бизон. Мамонты изображены вдалеке слева. С сайта sdelanounas.ru

Мамонтовые степи (иначе тундростепи) — своеобразный ландшафт и соответствующий ему тип растительности, существовавший на Земле в позднем плейстоцене. Как говорит само название, мамонт (Mammuthus primigenius) был характерным видом фауны этих степей. Но кроме мамонтов бродили по мамонтовым степям и другие крупные травоядные млекопитающие; некоторые из них вымерли (например, шерстистый носорог — Coelodonta antiquitatus), но другие продолжают процветать и сейчас (например, северный олень — Rangifer tarandus). В позднем плейстоцене мамонтовые степи тянулись от Западной Европы на восток вплоть до Юкона, который входил в состав Берингии — суши, соединявшей Евразию и Америку в единый континент. Хотя располагались эти степи в северных широтах, они парадоксальным образом отличались довольно высокой продуктивностью. Растительность их ничего общего не имела с тундровой растительностью, произрастающей сейчас на их месте на Чукотке и на севере Аляски. В Берингии она была представлена высокими жесткими травами, в Европе также  — участками леса из хвойных. Благодаря морозной, но сухой малоснежной зиме высокие травы, выросшие за лето, сохранялись всю зиму на корню, как запас сена, которое и служило кормом для травоядных.

Дикий северный олень (Rangifer tarandus)

Дикий северный олень (Rangifer tarandus). Этот удивительный, экологически очень пластичный, зверь играл важную роль в плейстоценовых сообществах, порой являясь основной пищей хищников, в том числе и давно вымершей саблезубой кошки. Но и сейчас северный олень, будучи широко распространен как на севере Евразии, так и Америки, продолжает быть многочисленным и является важным компонентам тундровых и лесотундровых экосистем. Он также служит пищей хищникам (волку, росомахе), которых стало гораздо меньше. Снимок сделан в Северной Норвегии (Komagvær). Автор: nordfold. С сайта nordfold.deviantart.com

Как и другие экосистемы, мамонтовые степи были подвержены тем или иным климатическим воздействиям. В частности, серьезные перестройки они претерпели при наступлении последнего ледникового максимума (Last Glacial Maximum, LGM). Это событие, имевшее место 26,5–19 тыс. лет тому назад, привело к частичному уничтожению мамонтовых степей. Тем не менее в рефугиумах и к югу от границы ледника основные элементы флоры и фауны сохранились, и после отступления ледника мамонтовые степи восстановились. Исчезли они только при дальнейшем потеплении и изменении характера растительности. Ряд животных вымерли, но некоторые еще долго продолжали существовать в изолированных местообитаниях. В частности, последние мамонты, сохранявшиеся на острове Врангеля, исчезли только 4 тыс. лет тому назад.

Попытку оценить влияние климатических изменений на структуру пищевых цепей в сообществах мамонтовых степей предпринял недавно Джастин Йикел (Justin D. Yeakel) из Калифорнийского университета в Санта-Круз (Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California) совместно с коллегами из Бразилии и Германии. Исследовали они непосредственно трофические связи между хищниками и травоядными, опираясь на палеонтологические материалы, собранные в двух местах — в Центральной Европе (Франции, Бельгии и Германии) и на Аляске (окрестности Фэрбанкса).

Скелет большерогого оленя (Megaloceros giganteus)

Скелет большерогого оленя (Megaloceros giganteus). В плейстоцене этот зверь наряду с северным и другими оленями, которые и сейчас процветают, был обычным элементом мамонтовых степей, по крайней мере в западной их части. Фото © Franco Atirador с сайта www.ecuadorciencia.org

Хищники были представлены следующими видами: саблезубой кошкой (Homotherium serum), пещерным львом (Panthera spelaea), бурым медведем (Ursus arctos) и волком (Canis). Гораздо реже встречались: в Европе — гиена (Crocuta crocuta), в Берингии — короткомордый медведь (Arctodus). Сообщество травоядных, помимо уже упомянутых мамонта и северного оленя, включало также яка (Bos mutus), бизона (Bison spp.), лошадь (Equus ferus), овцебыка (Symbos cavifrons) и серну (Rupicarpa rupicarpa). Овцебык — только в Берингии, а серна — в Европе. Все остальные виды — и в Европе и в Берингии. В Европе были также широко представлены разные олени: благородный олень (Cervus elaphus), косуля (Capreolus capreolus) и ныне вымерший ирландский большерогий олень (Megaloceros giganteus). Только два вида самых крупных травоядных, мамонт и шерстистый носорог, не подвергались нападению хищников. Они были защищены своим размером. Но трупы их были привлекательной добычей — поэтому какие-то трофические связи между ними и хищниками прослеживаются.

Скелет саблезубой кошки (Homotherium serum)

Скелет саблезубой кошки (Homotherium serum). Размером этот хищник был чуть крупнее леопарда. Высота в холке 1,3 м. Фото: Texas Memorial Museum, University of Texas at Austin, с сайта en.wikipedia.org

Для того чтобы составить себе представление о том, кто кого поедал в сообществе животных, обитавших миллионы лет тому назад, авторы использовали ранее опубликованные данные по содержанию в останках животных стабильных изотопов углерода (13C) и азота (15N). Если соотношение этих изотопов установлено для хищника и его потенциальных жертв и известно фракционирование их в ходе метаболизма, то, опираясь на определенную модель, можно количественно охарактеризовать относительный вклад каждого вида жертв в рацион данного вида хищника. Следующим этапом может стать реконструкция трофической сети (той ее части, что представлена хищниками и травоядными) для конкретного сообщества в конкретный период времени.

Исходные материалы по содержанию стабильных изотопов углерода и кислорода в тканях хищников и жертв были уже собраны ранее. Это шесть независимых совокупностей данных из Восточной Берингии (сейчас Аляска) и Западной Европы. Европейские материалы относились к периоду до наступления последнего ледникового максимума — 44,7–28,7 тыс. лет тому назад (Арденны и Швабская Юра), а также периоду после ледникового максимума (Юра, 16,9–14 тыс. лет тому назад; см. карту). Три совокупности данных из Восточной Берингии — это пробы из трёх разных мест в окрестностях Фэрбанкса. Отложения из них относятся ко времени до LGM (50–27,6 тыс. лет тому назад), во время LGM (27,6–21,4 тыс. лет тому назад) и после LGM (21,4–11,5 тыс. лет тому назад).

Расположение плейстоценовых мамонтовых степей, материал из которых использован в данной работе

Расположение плейстоценовых мамонтовых степей, материал из которых использован в данной работе. В Европе две точки (в Бельгии и в Западной Германии) относятся к доледниковому периоду (pre-glacial), а одна (во Франции) — после ледникового максимума (post-glacial). В Берингии три разных места охватывают предледниковое состояние, послеледниковое и непосредственно во время оледенения (LGM). Рис. из обсуждаемой статьи Yeakel J.D. et al. в Proc. R. Soc. B

Установив наличие определенной связи между хищником и жертвой, надо было перейти к количественной оценке этой связи (выяснить, какая доля рациона хищника приходится именно на этот вид жертв), ну а затем построить схему всех трофических взаимоотношений в данном конкретном сообществе в данный конкретный период времени. Для этого опирались на Байесовскую модель смешения изотопов (описание метода см.: Bayesian isotope mixing model (PDF, 4,22 Мб); а также Moore J.W., Semmens B.X. Incorporating uncertainty and prior information into stable isotope mixing models // Ecol. Lett. 2008. V. 11. P. 470–480). Сила связи между хищником и жертвой пропорциональна потокам биомассы от жертвы к хищнику (поток от всех жертв к данному хищнику приравнивается к единице).

Подводя итоги работы, авторы сравнили доли тех или иных жертв в рационе определенного хищника в Берингии и в Европе. Если нет ограничений на состав пищи хищника, то нет и различий между Берингией и Европой (см. рисунок). До ледникового максимума и в Берингии, и в Европе присутствовали лошади, бизоны, мамонты и полорогие (в Берингии — овцебык, в Европе — серна). После ледникового максимума все эти виды за исключением полорогих остались. В рационе кошачьих как в Берингии, так и в Европе до ледникового максимума только небольшую долю (7–8%) составляли травоядные, встречавшиеся в обоих регионах. Основная доля приходилось на жертв, обитавших только в том же регионе. Однако после ледникового максимума и в Европе, и в Берингии их рационы стали похожи: основу его составлял северный олень.

Пропорции вклада определенного вида жертв в рацион хищников в Берингии (по горизонтали) и в Европе (по вертикали)

Пропорции вклада определенного вида жертв в рацион хищников в Берингии (по горизонтали) и в Европе (по вертикали). Если вклад в Европе и в Берингии одинаков, то точки ложатся на диагональ соответствующего графика. Рассмотрены данные по трем группам хищников: кошачьи (Felidae), волк (Canis) и бурый медведь (Ursus). Верхний ряд — состояние до последнего оледенения, нижний — после оледенения. Мелкие значки на поле каждого графика (см. увеличенное изображение) соответствуют разным травоядным: + — мамонт, ромб — лошадь, × — бизон, треугольник — полорогие, кружок — северный олень. На графиках помечены скопления точек, соответствующие полорогим (Caprine bovids), северному оленю (Rangifer), бизону (Bison), лошади (Equus). Рис. из обсуждаемой статьи Yeakel J.D. et al. в Proc. R. Soc. B

Сравнение сообществ Европы и Берингии показывает, что для Берингии характерен более высокий уровень «модулярности», или компартментализации. То есть в этом сообществе можно выделить некие компартменты — группы видов, более тесно связанные трофическими отношениями между собой, чем с другими видами сообществ. Так, до наступления ледника волк и бурый медведь тесно зависели от одного набора жертв, тогда как короткомордый медведь и кошачьи характеризовались очень специфичными, индивидуальными диетами. Более высокую степень модулярности в сообществах Берингии авторы связывают с географической изолированностью данного региона.

То, что последний ледниковый максимум должен был как-то отразиться на сообществах мамонтовых степей в Берингии, априори было очевидно. Но как показало данное исследование, некоторой перестройке подверглись и сообщества в Европе, на самом краю пояса мамонтовых степей. Зная то, как происходило восстановление этих сообществ, нам легче представить себе возможные перестройки современных экосистем, тем более что набор млекопитающих, которые и сейчас обитают в местах, где когда-то были мамонтовые степи, — это остаток богатых плейстоценовых сообществ. Некоторые из этих видов находятся под угрозой вымирания.

Источник: Justin D. Yeakel, Paulo R. Guimarães Jr, Hervé Bocherens, Paul L. Koch. The impact of climate change on the structure of Pleistocene food webs across the mammoth steppe // Proc. R. Soc. B. 7 July 2013. V. 280. No. 1762. Doi: 10.1098/rspb.2013.0239 (published 8 May 2013). (Полный текст — arXiv:1211.4911v2, PDF, 2,76 Мб.)

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с elementy.ru

4

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • elementy.ru
          • домен elementy.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции