Коли мамонти не були великими
Все нові знахідки копалин мамонтів не дають охолонути дискусіям про долю цих давніх ссавців. Вчені підбираються до відповіді питання: чому зникла мамонтова фауна?
Описано 11 видів мамонтів, але, говорячи про цих тварин, зазвичай мають на увазі шерстистого мамонта, або тундрового, — Mammuthusprimigenius. Він мав найбільший ареал, його останки знаходили частіше за інших, і він був описаний першим.
Вважається, що середовищем, у якому мешкали шерстисті мамонти, був тундростеп — відносно суха місцевість, що заросла переважно травами.
Вона з'явилася поблизу льодовиків, які, скувавши величезні маси води, висушили прилеглі до них землі. Як свідчать палеонтологічні знахідки, по безлічі різних тварин цей регіон не поступався африканським саваннам. Крім мамонтів у тундростепу мешкали носороги, бики, бізони, сайгаки, ведмеді, леви, гієни, коні. Цей комплекс видів називають прильодовиковою, або мамонтовою, фауною. Але зараз ці місця вкрай бідні на великих тварин. Більша частина їх вимерла.
На початку 1990-х років українські дослідники зробили сенсаційне відкриття, радіовуглецевий аналіз зубів шерстистих мамонтів, знайдених на острові Врангеля в Північному Льодовитому океані, показав, що давні слони існували на цьому острові лише 3700 років тому.
Останні мамонти були карликами, у півтора рази меншими від своїх континентальних попередників. Але 12 000 років тому, коли острів Врангеля був з'єднаний з материком, там же жили великі мамонти.
Втрачені в Сибіру
Дискусії про вимирання мамонтів щонайменше 200 років. На цю тему ще писав Жан Батист Ламарк. Він вважав, що біологічні види не вимирають, і якщо тварини минулого відрізняються від тих, хто живе нині, то вони не вимерли, а перетворилися на інших. Щоправда,Сьогодні немає тварин, яких можна було б вважати нащадками мамонтів. Але Ламарк знайшов пояснення й цьому факту: мамонтів винищила людина, або вони не вимерли, а ховаються десь у Сибіру.
Для свого часу обидва пояснення були цілком прийнятними. З одного боку, руйнівна дія людини на природу була очевидною вже тоді. Ламарк був одним із перших, хто ґрунтовно проаналізував цей процес. З іншого боку, у Європі уявлення про Сибір були дуже невиразними. І саме за часів Ламарка почали надходити дані про знахідки трупів мамонтів, які добре збереглися у вічній мерзлоті, — ніби нещодавно вони й померли.
Антагоніст Ламарка Жорж Кюв'є тлумачив ті самі відомості інакше: оскільки трупи добре збереглися, то вони були не жертвами хижаків, а померли з інших причин, можливо через повінь. Суть його теорії зводилася до такого: історія Землі траплялися швидкоплинні катаклізми, які могли призвести до зміни фауни певній території.
Приблизно водночас італійський палеонтолог Джованні Батіста Броккі висловив ще одну думку: кожному виду на Землі відпущено свій термін. Види та групи видів вимирають подібно до того, як організми помирають від старості.
У всіх наведених точок зору знайшлися прихильники та противники. На початку XX століття один із послідовників Ламарка, німецький палеонтолог Густав Штайнман, спробував довести, що повністю вимирали лише найбільші ссавці — ті, на яких полювання велося особливо інтенсивно.
Інші тварини, відомі з копалин, не вимерли, а перетворилися на інших. Подібні уявлення не знайшли широкого визнання. Теорія «катастрофізму» Кюв'є виявилася більш затребуваною, тим більше що вона була підтримана новими даними проперетвореннях, які зазнала поверхня Землі протягом її довгої історії.
Деякі дослідники розвивали ідеї про дисгармонійність, «надмірну еволюцію» або «інадаптивність» вимерлих істот. Безглуздість окремих тварин так перебільшували, що виникало питання: як взагалі вони могли існувати? Мамонти використовувалися як один із прикладів такої дисгармонії.
І все-таки їх міркування грунтувалися на реальному факті: в еволюції деяких груп організмів виявляються напрями, які ведуть максимально можливого ступеня розвитку ознаки. Наприклад, розміри тіла, рогів, бивнів, зубів, панцирів з часом можуть зростати. У цьому зворотного процесу немає, і коли подальше збільшення стає неможливим з фізичних причин, група вимирає. Австрійський палеонтолог Отеніо Абель назвав це законом інерції.
НА ЯЛИНОВІЙ ДІЄТІ
Одна з найпопулярніших гіпотез, що пояснюють вимирання мамонтової фауни, – кліматична. Наприкінці останньої льодовикової епохи приблизно 15 000-10 000 років тому, коли льодовик розтанув, північна частина тундростепу перетворилася на болото, а в південній розрослися ліси, переважно хвойні. Їжею тварин замість трав стали ялинові гілки, мохи та лишайники, що нібито й занапастило мамонтів та інших представників мамонтової фауни.
Тим часом клімат і до цього неодноразово змінювався, льодовики наступали та відступали, але мамонти та мамонтова фауна зберігалися та процвітали. Припустимо, тундра і тайга і справді не найкраще місце для великих травоїдних (втім, там все ж таки живуть північні олені, лосі, канадські лісові бізони). Але теорія еволюції вчить, що з зміні клімату живі істоти мають адаптуватися до нього чи переселитися. Територія в розпорядженні мамонтів була величезною мало неполовина Євразії і більшість північного заходу Північної Америки (в якій крім шерстистого мамонта в цей же час мешкав колумбійський мамонт - Mammuthus columbi).
Якщо клімат змінювався, то могла скоротитися чисельність тварин, але вони навряд чи зникли б повністю. Більшу частину території, на якій жили мамонти, зараз займають хвойні ліси та болота, але є на ній інші біотопи — луки, заплави річок, великі ділянки змішаного лісу, позбавлені лісу передгір'я.
Напевно, серед цих просторів знайшлося б десь місце для мамонтів. Цей вид був дуже пластичний і 70 000-50 000 років тому мешкав у лісостепу та лісотундрі, у заболочених або, навпаки, сухих рідкісних колесах, у тайзі, змішаних лісах і тундрі. Залежно від широти клімат цих територіях варіював від м'якого до суворого.
Але головним аргументом проти кліматичної гіпотези є те, що вимирання мамонтової фауни у багатьох місцях відбулося, коли значних кліматичних та ландшафтних змін там не відбувалося. Якщо так, то експансія тайгової флори могла бути не причиною, а наслідком вимирання тварин. Якщо травоїдних багато, то вони з'їдають не тільки траву, яка може швидко відрости, а й паростки дерев та чагарників.
В результаті дерева погано відновлюються та скорочуються в числі. Крім того, хоботні можуть валити великі дерева. В африканських заповідниках єгеря змушені регулювати чисельність слонових стад, інакше вони просто з'їдають саванну. Тому могло статися так, що коли мамонти вимерли, а інших травоїдних стало набагато менше, на місці тундростепу виріс ліс.
Тим часом очевидно, що вимирання мамонтів та інших великих ссавців збігається за часом із початком настання людини на природу. Вже десятки тисячліг назад люди мали гармати, за допомогою яких могли знищувати
своїх сусідів планетою. Уміння виготовляти крем'яні наконечники копій, володіння вогнем, здатність до спільного полювання та інші якості робили давніх людей конкурентами хижаків.
На мамонтів давні люди полювали особливо часто. З їхніх черепів та шкур будували цілі поселення. Може, зрештою, всіх і перебили? Таке пояснення пропонують деякі сучасні дослідники
Скільки тоді на Землі було людей, точно невідомо, проте у відкладеннях віком 12 000 років вже знайдено тисячі первісних стоянок. Можливо, за часів мамонтів «дикунів» було достатньо, щоб завдати серйозної шкоди природі. У XIX столітті, наприклад, європейські мандрівники описували варварські загонні полювання індіанців, ескімосів та африканських племен, які винищували величезну кількість тварин.
Причому аборигенів не турбувало, що більша частина їх використана не буде. Величезні скупчення травоїдних кісток у різних частинах світу вказують на те, що древні люди від своїх нащадків у цьому відношенні не відрізнялися. У міру збіднення фауни племена відкочовували у пошуках місць, багатих на дичину.
Втім, іноді сучасні дослідники малюють складнішу картину винищення. Людина нібито «розгойдала екологічні піраміди», тобто якимось чином порушила екологічний порядок, що склався. Стародавні мисливці разом із хижими звірами нібито спочатку знищили великих травоїдних, а потім від недоїдання вимерли вже самі хижаки.
До речі, на острові Врангеля археологи виявили сліди поселення палео-ескімосів, проте займалися вони переважно морським промислом. Залишків кісток мамонтів на цій стоянці не було. Знайшлася тільки кістка шерстистого носорога (вимерлого набагато раніше), яка,ймовірно, була чимось на зразок дитячої іграшки. Виявленою стоянці 3200 років, а знахідки останніх мамонтів відносяться до більш раннього періоду - 3700 років тому.
Тобто, останніх мамонтів на острові ніхто не турбував, вони вимерли самі по собі. Карликові розміри мамонтів з острова Врангеля, а також друк хвороб на їх останках свідчать про те, що ці тварини страждали від нестачі їжі та близькоспорідненого схрещування. І ця маленька популяція карликів поступово згасла. Можливо, саме ізоляція дозволила їй на кілька тисяч років пережити решту родичів.
Отже, твердження про те, що клімат чи людина були головною причиною зникнення мамонтів, далеко не безперечні. При проблемах у гіпотезах вчені найчастіше пропонують компромісні рішення. Вже склалося «традиційне» завершення праць про вимирання тварин: нібито у цьому процесі різні несприятливі впливи наклалися одна на одну.
У нашому випадку мамонтам і клімат пошкодив, і люди їх переслідували, а при скороченні чисельності та генетика підвела: почалися близькі споріднені схрещування, які призвели до виродження. Добре, припустимо, мамонтам не пощастило, але незрозуміло, чому пощастило іншим, невимерлим. Бізонам, вівцебикам, північним оленям.
ВАРІАЦІЇ НА ТЕМУ ГАЙДНУ
Одне міркування у сучасній науці не обговорюється зовсім, саме те, що мамонти вимерли «від старості». Подібні інтерпретації еволюції нині вважаються єрессю. Однак це пояснення начебто все ставить на свої місця: під час еволюційної «молодості» мамонтам і клімат був байдужим, і первісні мисливці їм були не страшні.
А потім, коли «молодість» пройшла, їхня чисельність стала неухильно скорочуватися. Зрештою вимерли і останні популяції-довгожителі, на зразок тієї, що мешкала на островіВрангеля.
Нещодавно американські дослідники простежили випадки вимирання деяких ссавців, використовуючи спорово-пилковий аналіз та безліч інших сучасних методів. Вони дійшли висновку, що на Північноамериканському континенті зникнення великих травоїдних почалося ще до приходу туди людей і відбувалося поступово.
Вимирання мамонтів та інших ссавців складається у типову картину, яку палеонтологи описують більш древніх груп тварин, наприклад для динозаврів чи морських головоногих молюсків-амонітів. Один із дослідників дотепно порівняв її із 45-ою симфонією Гайдна, в якій музиканти по черзі починають залишати оркестр ще до закінчення твору.
Згадані американські дослідники причиною вимирання вважають клімат. Проте факти, куди вказували засновники палеонтології, залишаються фактами. З якихось причин еволюція груп організмів йде у певному напрямку, подібно до того, як односпрямовано — від юності до старості — відбувається індивідуальний розвиток особини. Характеристики механізму «філогенетичного старіння», які пропонували класики палеонтології, досить розпливчасті.
Тут можна дещо прояснити, якщо звернутися до сучасної геронтології — науки про старіння організмів. Існує кілька десятків гіпотез, запропонованих до пояснення механізму старіння особини. Вони часто зазначається, деякі клітини що неспроможні відтворювати свої точні копії невизначено довго.
З кожним розподілом у них відбуваються або поломки ДНК, або скорочення довжини деяких ділянок хромосом, або ще щось таке, що з часом призводить до неможливості подальших поділів. Не виключено, що через це стаєнеможливим і омолодження клітин, що «зносилися», а значить, і тканин, і органів.
Якщо це припущення вірне, то спроби «оживити» мамонтів приречені на неуспіх, але деякі вчені продовжують досліди. У ЗМІ з'являлися повідомлення, що мамонта ось-ось клонують. Японським ученим вдалося клонувати клітини миші, яка кілька років пролежала в морозилці, і тепер вони нібито готові перейти до масштабніших проектів.
Однак тут виникає одвічне питання біології: якою мірою результати лабораторних дослідів на модельному об'єкті можуть бути екстраполовані на те, що відбувається в природі? Декілька років у морозилці — це не тисячі років у тундрі, де останки могли багато разів розморожуватися і знову замерзати. При тривалому перебуванні у мерзлоті клітини не можуть зберігатись неушкодженими. Від них залишаються лише фрагменти молекул, тож клонувати їх не вдається.
В основному ушкодження відбуваються через те, що вода, що міститься в клітинах, кристалізується та розриває клітинні структури. Усі досі виявлені трупи мамонтів сильно пошкоджені, якщо порівнювати їх із мишею з морозилки.
Тому вчені покладають надії на заморожені сперматозоїди мамонтів. Вони води вкрай мало, і вони можуть витримувати заморожування краще, ніж звичайні клітини. Але ймовірність такої знахідки дуже мала. Тож поки що клонування мамонта виглядає безнадійною справою.