Rozwiązanie zagadki mamutów. Naukowcy ustalili, czemu wyginęły

Mamuty niepodzielnie rządziły północnymi stepami Azji, Europy i Ameryki Północnej przez pięć milionów lat. W tym czasie przystosowując się do zmieniających się warunków przetrwały kilka kolejnych epok lodowcowych i okresów między nimi. Ich koniec był jednak gwałtowny. W ciągu zaledwie kilku tysięcy lat ich liczba zaczęła szybko spadać, aż 4 tys. lat temu - w czasach, gdy powstawały egipskie piramidy czy angielskie Stonehenge - ich ostatnie niedobitki na odizolowanych wyspach Arktyki zniknęły na dobre. Naukowcy w końcu zrozumieli dlaczego.

Badacze szukający wyjaśnienia zagadki śmierci włochatych słoni wykazali się wyjątkowym oddaniem dla sprawy. Przez ostatnich 20 lat przesiewali arktyczną glebę, poszukując w niej najmniejszych śladów pozostawionych przez mamuty: resztek ich skóry i odchodów zawierających drobiny DNA.

"Naukowcy od stulecia spierają się o to, dlaczego mamuty wyginęły" - pisze prof. Eske Willerslev, geogenetyk z Uniwersytetu Cambridge i współautor badania. "Obwiniano ludzi, bo te zwierzęta przeżyły miliony lat, ale kiedy pojawili się ludzie, nie przetrwały długo". Od lat 60. dominującym wyjaśnieniem ich zniknięcia była właśnie hipoteza mówiąca o tym, że ludzie zbyt dobrze radzili sobie z polowaniem na duże zwierzęta i doprowadzili do wyginięcia całej północnej megafauny, w tym mamutów, ogromnych leniwców i kotów szablozębnych.

Rzeczywiście, nasi przodkowie bardzo chętnie polowali na mamuty. Ich mięso było stałym elementem diety pierwszych Europejczyków, kości były wykorzystywane do budowy schronień, a kły do produkcji harpunów. Nawet najstarszy znany instrument muzyczny to flet z kości mamuta.

Najnowsze badanie wskazuje jednak, że to nie polowania doprowadziły do zniknięcia tych zwierząt. Tym razem winny jest klimat.  "Kiedy 12 tys. lat temu skończyła się ostatnia epoka lodowcowa, zasięg wędrówek mamucich stad gwałtownie się zmniejszył" - pisze Yucheng Wang, geogenetyk z Uniwersytetu Cambridge i główny autor badania opublikowanego właśnie czasopiśmie "Nature".

Zespół prof. Wanga wykorzystał nowatorską metodę sekwencjonowanie DNA pobranego ze środowiska. Próbki, w których mogło znajdować się DNA mamutów, skrupulatnie pobierano z miejsc w Arktyce, gdzie wcześniej znajdowano ich szczątki. Zaawansowana nowa technologia pozwoliła uzyskać kod genetyczny mamutów z gleby, bez potrzeby zdobywania próbek ich kości i zębów. Ta sama technika genetyczna została wykorzystana podczas pandemii do testowania miejskich ścieków w celu wykrycia, śledzenia i analizy Covid-19.

Zespół przeanalizował starożytne DNA z ponad 500 próbek zamrożonych osadów z ostatnich 50 tys. lat i porównał znaleziska z danymi genetycznymi około 1500 współczesnych roślin, by sprawdzić, jak zmieniało się środowisko, w którym żyły mamuty.

"Prowadząc złożoną, szczegółową analizę środowiskowego DNA, stworzyliśmy mapę rozprzestrzeniania się populacji tych ssaków" - opisuje Wang. "Pokazaliśmy, jak stopniowo obszar ich występowania kurczył się, a ich różnorodność genetyczna spadała, co jeszcze bardziej utrudniło im przetrwanie".

Naukowcy znają około 10 gatunków mamutów i cztery gatunki daleko spokrewnionych z nimi, ale podobnych mastodontów. Wszystkie, które istniały jeszcze podczas ostatniego zlodowacenia, zaczęły znikać 12 tys. lat temu. Ostatnimi była mała, odizolowana populacja mamutów włochatych (Mammuthus primigenius), żyjąca 4 tys. lat temu na Wyspie Wrangla i Wyspie św. Pawła.

Badania genetyczne wykazały, że wraz z ocieplaniem się atmosfery, zmieniło się zachowanie wielkich zwierząt. Stada mamutów, pokonywały zazwyczaj tysiące kilometrów, a zwierzę podczas swojego życia mogło przejść dystans równy dwukrotnemu okrążeniu Ziemi. W cieplejszym klimacie pozostawały jednak na o wiele mniejszych obszarach. To samo dotyczyło nosorożców włochatych, koni czy żubrów.

Powodem mogły być nasilające się wraz z ociepleniem opady deszczu. Badania zespołu Wanga wykazały, że podczas ostatniego zlodowacenia w Arktyce żyło mnóstwo roślin, stanowiących podstawę wyżywienia mamutów. Arktyczne stepy porastały trawy, krzew czy kwiaty dające dość jedzenia dla wykarmienia stad ogromnych roślinożerców. Mamuty najprawdopodobniej odgarniały śnieg swoimi kłami i wyrywały trawy za pomocą trąb, ale ocieplający się klimat błyskawicznie wymazał to środowisko.

"To deszcze spowodowały koniec epoki włochatych bestii, ponieważ ich źródło pożywienia praktycznie zniknęło" - tłumaczy prof. Wang. "Byliśmy w stanie udowodnić, że problemem była nie tylko zmiana klimatu, ale szybkość, z którą następowała. To ona była ostatnim gwoździem do trumny. W miarę ocieplania się klimatu drzewa i rośliny bagienne przejęły i zastąpiły siedliska trawiaste mamutów. Ludzie nie mieli na to żadnego wpływu".

"Zmiana nastąpiła tak szybko, że nie miały szans na przystosowanie się do nich w toku ewolucji" - mówi prof. Willerslev. "To wyraźna lekcja z historii i pokazuje, jak nieprzewidywalna jest zmiana klimatu. Gdy raz coś utracimy, nie ma odwrotu".

Podczas gdy zespół z Cambridge rozwiązał zagadkę zniknięcia mamutów, amerykańscy uczeni chcą ten proces odwrócić. W zeszłym miesiącu kierowany przez genetyka z Uniwersytetu Harvarda start-up ogłosił, że za pomocą inżynierii genetycznej pracuje nad odtworzeniem gatunku. Pierwszy mamut nowej generacji miałby urodzić się w ciągu sześciu lat.