Палеонтологи идентифицировали по коллагену кости мамонтов и мастодонтов Северной Америки, исчезнувших 10 000 лет назад
50 000 лет назад Северной Америкой правила мегафауна. По тундре бродили мамонты, в лесах обитали высокие мастодонты, саблезубые тигры и огромные волки. Зубры и необычайно высокие верблюды стадами перемещались по континенту, а гигантские бобры плавали в озерах. Огромные наземные ленивцы весом более 1000 кг были обнаружены во многих регионах к востоку от Скалистых гор.
А затем, где-то в конце Последнего ледникового периода, большая часть мегафауны Северной Америки исчезла. Почему это случилось до сих пор неизвестно. Некоторые исследователи полагают, что решающее значение сыграли люди. Они охотились на животных, меняли среду обитания, конкурировали за жизненно важные источники пищи.
Другие исследователи утверждают, что виновато изменение климата. Земля оттаяла после нескольких тысяч лет ледниковых температур, и окружающая среда менялась быстрее, чем мегафауна могла приспособиться.
Несмотря на десятилетия исследований, загадка исчезновения мегафауны остается неразгаданной. На данный момент у исследователей просто нет достаточных доказательств, чтобы исключить тот или иной сценарий.
В некоторых местах останки мегафауны сохраняются очень хорошо, но в других они рассыпаются на мелкие фрагменты, которые трудно идентифицировать.
Из-за этого нам не хватает важной информации о том, где были распространены конкретные виды мегафауны, когда именно они исчезли, и как они отреагировали на прибытие людей или климатические изменения окружающей среды в позднем плейстоцене.
Современные технологии и старые кости
Новая работа, опубликованная в журнале Frontiers in Mammal Science, призвана восполнить этот дефицит информации. Для этого ученые обратили свое внимание на исключительные коллекции Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия. Музей, в котором собраны многочисленные археологические находки за последние сто лет, может многое рассказать и о том, как вымерла мегафауна Северной Америки.
В последние годы были разработаны новые биомолекулярные методы археологических исследований. Вместо того чтобы отправляться на раскопки, археологи все чаще используют новые методы для исследования существующего материала.
Один из таких новых методов называется ZooMS — сокращение от «Зооархеология посредством масс-спектрометрии». Метод основан на том, что, хотя большинство белков быстро разрушаются после смерти животного, некоторые, например костный коллаген, могут сохраняться в течение длительного времени. Поскольку белки коллагена различаются между различными таксономическими группами животных и даже отдельными видами, эти белки могут служить своего рода молекулярным штрих-кодом, помогающим идентифицировать фрагменты костей.
Сегменты коллагенового белка, извлеченные из костей, можно проанализировать на масс-спектрометре, чтобы идентифицировать остатки костей и сказать, какому виду они принадлежали.
Превосходная сохранность биомолекул
Несмотря на древность многих коллекций, кости дали отличные результаты ZooMS. 80% отобранных костей содержали достаточное количество коллагена для идентификации. 73% можно было идентифицировать на уровне рода животного.
Таксоны, которые они идентифицировали с помощью ZooMS, включали Bison, Mammuthus (род, к которому принадлежат мамонты), Camelidae (семейство верблюдов) и, возможно, Mammut (род, к которому принадлежат мастодонты). В некоторых случаях образцы можно отнести только к широким таксономическим группам.
Открыв для анализа фрагментированный костный материал, составляющий большую часть данных о мегафауне, ZooMS может предоставить множество новых исследовательских данных для решения давних вопросов о вымирании мегафауны.