Две трети всех родов крупных млекопитающих исчезли при четвертичном вымирании

Фото из открытых источников

Почему исчезли мамонты и другие современные млекопитающие? За свою насыщенную событиями историю Земля пережила пять крупных массовых вымираний, последнее из которых, пожалуй, наиболее известно, поскольку оно положило конец эре динозавров; но ни одно из этих пяти не стало причиной исчезновения мамонтов. В ожидании следующего апокалиптического эпизода — который, по оценкам, происходит примерно каждые миллион лет — обычно происходят и другие, меньшие по масштабу, события. Именно это произошло 50 000 лет назад и известно в научной среде как LQE (позднечетвертичные вымирания) или QME (четвертичное вымирание мегафауны), то есть позднечетвертичное вымирание.

В последнее время, после открытия в Сибири замороженных мамонтов, ДНК которых, возможно, хорошо сохранилась, а также после литературно-кинематографического предложения о возрождении динозавров, представленного в «Парке Юрского периода», получил распространение некогда неизвестный термин: де-экстинкция. Он относится к методам, позволяющим возродить отдельный экземпляр или даже целый вид, уже исчезнувший из существования. По чисто хронологическим соображениям, наиболее восприимчивыми к второму шансу животными (растениям всегда уделяется меньше внимания) являются самые молодые, чей геном менее поврежден, что заставляет нас сосредоточиться на фауне четвертичного периода.

Это животные, жившие в плейстоцене, геологической эпохе четвертичного периода кайнозоя, которая началась около 2,59 миллиона лет назад и закончилась примерно 11 700 лет назад, прежде чем уступить место голоцену. Речь идёт о периоде, когда оледенения принесли холодный климат на смену ранее тёплому, покрыв землю вечной мерзлотой и тундрой вместе с соответствующей мегафауной, адаптированной к этим условиям: бизонами, турами, упомянутым выше мамонтом… Это также был большой скачок в эволюции рода Homo к таким видам, как habilis, rudolfensis, ergaster, erectus, antecessor и другим, вплоть до neanderthalensis, heidelbergensis, rhodesiensis и sapiens.

Прогрессировали только сапиенсы; остальные вымерли вместе с упомянутыми выше животными, а также с такими, как пещерный медведь, гигантский олень или шерстистый носорог, например. Фактически, по оценкам, вымирание затронуло половину мегафауны — под которой понимаются животные весом более 44 килограммов — и две трети крупных млекопитающих. Все это произошло очень быстро; не так быстро, как во время массового вымирания в меловом-палеогеновом периоде 66 миллионов лет назад, когда совпадение мантийного плюма на Деканском плато и падение метеорита положили конец эре динозавров всего за один месяц, но все же в очень короткий промежуток времени по геологическим меркам: около 50 000 лет.

Современный мир — результат процесса дегляциации и его влияния на жизнь. Мегафауны практически не осталось — по крайней мере, по сравнению с четвертичным периодом — а то, что сохранилось, носит локализованный характер и изменило ландшафты. Открытые леса и мозаичные саванны, характерные для плейстоцена, уступили место сомкнутым лесам и обширным лугам, за исключением отдельных мест, таких как Африка и — в уменьшенном виде — Южная Америка, где исчезло множество видов растений. Аналогично, в Азии арктическая степь, где обитали мамонты, была заменена современной тундрой. Все это повлияло на химический состав почв.

Существует также корреляция между изменением климата и исчезновением крупных травоядных млекопитающих, поскольку эти животные производят метан в качестве побочного продукта брожения во время пищеварения, и их отсутствие в конце четвертичного периода значительно снизило содержание метана в атмосфере. Исследование 2010 года, посвященное истреблению американских бизонов в XIX веке (погибло почти 30 миллионов), выявило снижение на 2,2 тераграмма метана в год. Аналогичным образом, исследование, опубликованное в журнале Science еще в 2006 году, пришло к выводу, что во время перехода от плейстоцена к голоцену — когда мамонты уже исчезли — более 5000 Тг углерода, содержащегося в европейском и сибирском лёссе, высвободилось в атмосферу, океаны и другие экосистемы по мере оттаивания почвы.

Очевидно, что вымирание мегафауны также имело последствия для пищевой цепи, рухнув, как карточный домик. Численность, разнообразие и распространение крупных млекопитающих, доживших до антропоцена (периода после голоцена, в котором мы сейчас живем), сократились, что, в свою очередь, повлияло на древесные растения и изменило биомы. Это началось в тропической Азии и Океании 50 000 или 45 000 лет назад и продолжалось в голарктической (бореальной) Евразии, хотя и не повсеместно, а в две волны: первая около 45 000 или 20 000 лет назад, а вторая, в северных широтах, около 14 000 или 9 000 лет назад, совпавшая с вымираниями в Сибири и Северной Америке.

Южноамериканское вымирание произошло на пять веков позже североамериканского, совпав с наступлением Homo sapiens. Одним из факторов, общих для всего этого процесса во всех его местах, является присутствие человека, что, по-видимому, подтверждается тем фактом, что вымирания на островах (Япония, Мадагаскар, Новая Зеландия, Антильские острова…) произошли позже, начиная с девятого тысячелетия и до наших дней. Так был ли человек ответственен за это? В своей книге «Краткая история почти всего» Билл Брайсон, судя по всему, склоняется к этой версии, выражаясь довольно прямолинейно: «…в тот момент нашей истории у нас за плечами были тысячи лет практики в вопросах необратимого истребления. Никто не знает, насколько разрушительны люди, но факт остается фактом: за последние 50 000 лет животные, куда бы мы ни приходили, как правило, исчезали, зачастую в поразительно больших количествах».

Однако он также поясняет, что «из многих миллиардов видов живых существ, существовавших с начала времен, большинство (говорят, до 99%) уже не существует […] Средний вид существует на Земле около четырех миллионов лет». Другими словами, до появления человека уже произошло пять массовых вымираний, гораздо более масштабных, чем четвертичное; одно из них, пермско-триасовое вымирание 252 миллиона лет назад, также вызванное сочетанием метеорита и мантийного плюма (в данном случае сибирского), поставило жизнь под серьезную угрозу, уничтожив 96% ее.

Существуют исследования, демонстрирующие хронологическое и региональное совпадение между появлением ранних людей и вымиранием многочисленных видов. Проводили ли они чрезмерную охоту, своего рода блицкриг (как это называют в орнитологии, имея в виду тактику быстрых атак вермахта во время Второй мировой войны)? В конце четвертичного периода исчезло 59 из 71 рода крупных млекопитающих, существовавших в Южной Америке; 45 из 61 — в Северной Америке; 24 из 46 — в Азии; 23 из 24 — в Австралии; и 21 из 37 — в Европе. Африка была исключением, поскольку из примерно пятидесяти родов исчезло только восемь, возможно, потому что у животных было больше времени адаптироваться к присутствию человека-охотника (поскольку он был доисторическим животным).

Многочисленные виды толстокожих, носорогов, быков, медведей, приматов, сумчатых, крокодилов и змей вымерли навсегда. Наиболее известные нам — это животные с нашего континента: европейский слон, зубр, обыкновенный бегемот, шерстистый мамонт (который выживал в изоляции на острове Врангеля до 3800 лет назад, когда египетская цивилизация находилась в додинастическом периоде, а Европа — в халколите), гигантский олень, пещерный медведь, шерстистый носорог, степной зубр, европейский леопард, пещерный лев…

На других континентах мегатерии, саблезубые тигры, лошади, гигантские броненосцы, моа, гигантские черепахи, гигантские куриные птицы и т. д. не выжили. В некоторых случаях некоторым видам удалось дожить до наших дней, например, тарпану и европейскому зубру, хотя часть из них не пережила массовое вымирание голоцена, о котором мы поговорим позже. Если мы сосредоточимся на странах Африки к югу от Сахары, процент выживших увеличится, возможно, как уже упоминалось, потому что там животные научились воспринимать гоминидов как хищников, тогда как в других частях планеты у них не было времени для этого — времени в геологическом смысле, разумеется.

Эта неспособность к адаптации называется экологической или островной наивностью, и сегодня существуют примеры этого в очень специфических местах, которые до недавнего времени оставались нетронутыми или полунетронутыми, таких как Галапагосские острова или Антарктида (где пингвины спасаются от морских леопардов, потому что эволюционировали вместе с ними, но не от людей, потому что их присутствие там относительно недавнее). Другим примером может служить то, что в Северной Америке было обнаружено гораздо больше мест разделки туш слонов, чем в Африке, несмотря на то, что последняя значительно больше по площади.

В случае с мамонтом, в российской Евразии было обнаружено более 70 поселений, построенных из костей этого животного, что свидетельствует о его охоте, по сравнению с жалкими десятками в Африке. Некоторые эксперты оценивают плотность популяции мамонтов в Сибири примерно в одну особь на квадратный километр; учитывая, что в плейстоцене людей было мало, необходимо было бы рассчитать, на сколько времени хватало мяса, добытого из каждой жертвы, и таким образом определить частоту охоты и ее соответствующее влияние. Но есть эксперты, которые считают, что одной охоты было недостаточно для вымирания такой огромной мегафауны, и указывают на изменение климата как на важный, даже решающий фактор.

Этот тезис высказывался ещё со времён Альфреда Рассела Уоллеса (антрополога XIX века, предложившего теорию эволюции путём естественного отбора, параллельную и независимую от Дарвина), который указал на экологический вакуум, образовавшийся после исчезновения видов на большей части Земли. В этом смысле, в период между 15 000 и 10 000 годами до нашей эры произошло повышение средней глобальной температуры на шесть градусов, что привело к таянию льдов целых регионов и поставило под угрозу выживание многих млекопитающих, особенно крупных, которые были приспособлены к холоду благодаря густой шерсти и теперь страдали от избытка тепла в организме.

Не сумев в краткосрочной перспективе адаптироваться к новым условиям, эти виды в конечном итоге исчезли бы, особенно в определенных местах и в определенные моменты, когда повышение температуры достигало 16 градусов или когда происходили экстремальные пики неблагоприятной погоды, изменявшие окружающий ландшафт; например, чрезмерные осадки негативно влияли на репродуктивные циклы, которые у мегафауны длительны, в то время как микрофауне было легче; аналогично, жвачные животные — такие как бизоны — лучше других адаптировались к изменениям пастбищ. Выживание часто зависело от возможности миграции или поиска убежищ, но появление нового типа прожорливых хищников — людей — помешало этому.

Однако в последнее время исследования по этой теме продвинулись вперед и выявили некоторые слабые места климатической гипотезы, перевернув терминологию и рассматривая в качестве следствий то, что ранее считалось причинами. Среди отмеченных несоответствий: межрегиональные хронологические различия в вымираниях; последовательность примерно тридцати ледниковых циклов без указания на сокращение численности видов; случаи изолированных островов (в которых животные вымерли позже, когда изменение климата должно было бы нанести вред гораздо раньше из-за отсутствия возможностей миграции); отсутствие вымирания растений в те же периоды, что и животных; тот факт, что почти исключительно пострадала мегафауна, а не микрофауна (противоположность тому, что происходит сегодня); и анализ ископаемых, показывающий сокращение возраста половой зрелости (что обычно не происходит из-за климатических факторов, но происходит из-за охоты).

Следует отметить, что гипотеза о чрезмерной охоте также подвергалась критике из-за скудности свидетельств потребления мяса мегафауны в палеонтологической летописи и, согласно находкам на доисторических стоянках Северной Америки, из-за того, что количество охотничьих видов было довольно ограниченным, что не объясняет исчезновение других.

Это известно как критика ассоциаций , сформулированная Дэвидом Дж. Мельцером в 1986 году, и ей противостоит гипотеза хищничества второго порядка , согласно которой, когда люди мигрировали в Америку, они продолжили свою охотничью деятельность, но более эффективно, воспользовавшись тем фактом, что фауна, как травоядная, так и плотоядная, была более наивной, и таким образом истребили достаточное количество хищников, чтобы изменить экологический баланс континента, вызвав перенаселение, истощение и экологический коллапс.

К другим факторам, которые следует учитывать, хотя они сами по себе и не являются решающими, относятся конкуренция за воду между людьми и животными, изменение ландшафта человеком в результате интенсивного использования огня, гипотеза о гиперболезнях, вызванных патогенами, которые люди могли занести со своими домашними животными, и событие Лашампа (ослабление магнитного поля планеты, которое привело к увеличению ультрафиолетового излучения). Существует даже так называемая гипотеза о столкновении в период Младшего Дриаса, которая предполагает, что вымирание произошло в результате внеземного явления, такого как солнечная вспышка или падение метеорита.

Каким бы ни был ответ, неоспоримо, что люди сыграли решающую роль. Существует множество случаев, когда вымирания на разных континентах и островах были разделены несколькими тысячами лет, и практически все они совпали с появлением человека: шерстистый мамонт на острове Врангеля, слоны и бегемоты в островном Средиземноморье, ленивцы на Антильских островах… Перефразируя Брайсона: «Таким образом, многие вымирания мегафауны позднего четвертичного периода произошли в отсутствие значительных климатических изменений, но редко, если вообще когда-либо, они происходили независимо от появления Homo sapiens».

Фактически, за четвертичным вымиранием последовало голоценовое вымирание, считающееся шестым массовым вымиранием и также называемое антропогенным, поскольку оно произошло в антропоцене — так было предложено название геологической эпохи, в которой мы сейчас живем, в связи с доминированием нашего вида. Некоторые относят его начало к промышленной революции, в то время как другие связывают его с появлением земледелия, совпавшим с голоценом, поэтому неясно, где закончилось четвертичное вымирание и началось следующее.

В любом случае, второе вымирание считается масштабным — исчезновение более 75% видов за короткое время — потому что количество вымираний сопоставимо с пятью другими, при этом нынешняя скорость вымирания в сто-тысячу раз превышает естественный средний показатель в эволюции.