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Die Stoßzähne eines Wollmammuts enthüllen eine Karte, wo es im Leben umherstreifte

Vor mehr als 17.000 Jahren wanderte ein Wollmammut, das heute als Kik bekannt ist, während seines 28-jährigen Lebens weit und breit durch Alaska.

Als Kik jung war, verbrachte er die meiste Zeit im Landesinneren Alaskas, einer weniger gebirgigen Gegend. Dann, als er 15 wurde, änderten sich seine Bewegungsmuster und verbrachten viel mehr Zeit nach Norden, wo sich heute das Arctic Wildlife Refuge und das National Petroleum Reserve befinden.

Während einiger Jahre wanderte Kik mit den Jahreszeiten. In anderen Jahren blieb er das ganze Jahr über weitgehend in der gleichen Gegend.

In den letzten Jahren seines Lebens verlangsamte sich seine Bewegung und er war auf ein kleineres Gebiet oberhalb des Polarkreises beschränkt. Als er 28 Jahre alt war, war Kik für ein Mammut noch im mittleren Alter.

Diese Karte, die zeigt, wo Kik während seines Lebens umherstreifte, wurde durch das Studium der Signaturen von Elementen zusammengestellt, die in einem seiner geschwungenen, zweieinhalb Meter langen Stoßzähne eingeschlossen sind, und bietet einen Einblick in diese behaarten, elefantenähnlichen Säugetiere.

“Dies ist ein besseres Verständnis dafür, wie sie sich verhalten haben und welche Umgebung sie benutzt haben”, sagte Matthew Wooller, Direktor der stabilen Isotopenanlage an der University of Alaska, Fairbanks und Hauptautor eines am Donnerstag von der Zeitschrift Science veröffentlichten Artikels, der die Ergebnisse beschreibt .

Die Daten könnten auch in die Debatte um den Untergang des Wollmammuts nach dem Ende der letzten Eiszeit einfließen. Haben die frühen Menschen sie bis zur Ausrottung gejagt? War es ein sich änderndes Klima, an das sie sich nicht anpassen konnten?

„Unsere Arbeit spricht auch ein bisschen dazu, indem sie ein wenig des Puzzles füllt“, sagte Dr. Wooller. „Wenn man versucht herauszufinden, was die Ursachen für ein Aussterben waren, muss man ein bisschen mehr über das Verhalten und die Ökologie der beteiligten Organismen wissen. ”

Die meisten Mammuts verschwanden vor etwa 10.000 Jahren – auf evolutionären und geologischen Zeitskalen erst vor kurzem – und nicht alle fossilen Überreste sind zu Gestein geworden. Auf diese Weise kann DNA aus Knochen extrahiert und sequenziert werden, was bei der Beantwortung grober Fragen hilft, wie etwa, wie nahe Mammuts in Alaska mit denen in Sibirien verwandt waren.

Aber die genetischen Informationen sagen wenig darüber aus, wie ein Mammut gelebt hat. Ist es mit den Jahreszeiten gewandert? Verbrachte es seine Jugend in einer Region und sein Erwachsensein woanders?

Durch das Studium der Isotopensignaturen in Kiks Stoßzahn konnten Dr. Wooller und seine Kollegen diese Fragen beantworten.

“Wenn Sie all diese wackeligen Linien nehmen und sie begradigen würden, hätte es fast zweimal um die Erde gehen können”, sagte er.

Künstlerische Darstellung eines erwachsenen männlichen Wollmammuts in einem Gebirgspass im arktischen Alaska vor 17.100 Jahren. Kredit. . . James Havens/The Havens Studio

Die Ergebnisse beeindruckten Brooke Crowley, Professorin für Geologie und Anthropologie an der University of Cincinnati, die nicht an der Studie beteiligt war.

„Es ist ziemlich erstaunlich, wie viel man aus kleinen Materialschnipseln von einem inzwischen ausgestorbenen Tier lernen kann“, sagte sie in einer E-Mail. „Besonders beeindruckt mich, dass die Autoren die Bewegungen dieses einzelnen Mammuts sein ganzes Leben lang verfolgen konnten. ”

Um Kiks Aufenthaltsort zu rekonstruieren, nutzten Dr. Wooller und seine Kollegen die Tatsache, dass Stoßzähne Schicht für Schicht wachsen – eine Struktur, die an gestapelte Eistüten erinnert. Als Kik noch ein Baby war, ragte die Spitze des Stoßzahns heraus.

Dr. Wooller zeigte während eines Videoanrufs auf die Basis des Stoßzahns und sagte: „Diese Oberfläche hier ist im Grunde der Tag, an dem sie gestorben ist. ”

Dazwischen war eine Aufzeichnung von praktisch jedem Tag seines Lebens. „Wenn Sie mit dem Mikroskop heranzoomen“, sagte Dr. Wooller, „können Sie einzelne Tagesbänder sehen. ”

Darüber hinaus besitzt Alaska eine reiche Vielfalt an Gesteinsformationen mit jeweils unterschiedlichen mineralogischen Fingerabdrücken, die sich in den dort wachsenden Pflanzen widerspiegeln. Die Forscher konzentrierten sich auf Strontium, ein Element, das in vier stabilen Versionen oder Isotopen vorkommt.

So knabberte Kik jeden Tag an Gras, das Strontiumspiegel enthielt, die den des darunter liegenden Gesteins widerspiegelten, und dieselben Strontiumspiegel wurden an diesem Tag in die Schicht an der Basis des Stoßzahns eingearbeitet.

Ähnliche Analysetechniken wurden bei Zähnen angewendet. Aber es war schwieriger, sie mit einem langen, unhandlichen, gebogenen Stoßzahn zu verwenden. Um an das Mikroskop heranzukommen, erforderte eine sorgfältige Anwendung roher Gewalt.

Unter den Hunderten von Mammutstoßzähnen, die gefunden wurden, waren Kiks, die 2010 in der Nähe eines Flusses ausgegraben wurden, der ihm seinen Spitznamen gab, für diese Forschung gut geeignet. Sie waren in guter Verfassung und beide wurden zusammen geborgen.

“Es ist ziemlich selten, ein Paar Stoßzähne zu finden”, sagte Dr. Wooller.

Dies und das Vorhandensein von Teilen seines Skeletts gaben den Wissenschaftlern die Gewissheit, dass Kik dort gestorben war, wo er gefunden wurde, und dass die Überreste nicht von einem Gletscher oder einer Flut dorthin geschoben worden waren. Die Knochen ermöglichten es ihnen, eine genetische Analyse durchzuführen, die bestätigte, dass er ein männliches Mammut war. Die Tatsache, dass es zwei Stoßzähne gab, ließ sie weniger reumütig sein, dass sie einen von ihnen in zwei Hälften schnitten.

“Es ist ziemlich schwer”, sagte Dr. Wooller. „Und du denkst viel darüber nach. Bevor Sie sich verpflichten, üben Sie auch. ”

Sie zerschneiden etwas, was er einen „no data Stoßzahn“ nannte – einen, bei dem es keine aufgezeichneten Informationen darüber gibt, wo und wann er gefunden wurde und der daher von geringem wissenschaftlichen Nutzen ist. Zuerst schnitten sie einen winzigen Kanal entlang einer Seite. Dann markierten sie Punkte auf halbem Weg um den Stoßzahn. Mit einer großen Bandsäge – „Es ist so groß wie eine Person“, sagte Dr. Wooller – schnitten sie den Stoßzahn in zwei Teile und führten die Klinge vorsichtig zwischen dem Kanal und den Markierungen auf der anderen Seite.

Als nächstes schneiden sie Kiks Stoßzahn ab.

“Wir haben den größten Teil des Tages gebraucht, um das Ding zu teilen”, sagte Dr. Wooller. „Sechs von uns und dann eine sehr, sehr große Bandsäge. ”

Er fügte hinzu: “Selbst über den Lärm der Bandsäge hinweg war das manchmal ziemlich laute Knacken und Knacken nervenaufreibend”, sagte er. „Wir dachten: ‚Aug, wir werden dieses Ding zerstören. Es wird zerfallen, wenn wir am Ende sind. ’ Aber das tat es nicht. Es hat wirklich super gehalten. ”

Nachdem der Stoßzahn halbiert war, verwendeten die Wissenschaftler einen Laser, um Flecken entlang der Länge für die Isotopenanalyse abzuschlagen. Von dort aus verglich ein Computerprogramm die Strontiumkonzentrationen mit einer Karte von den Gesteinen Alaskas und berechnete den wahrscheinlichsten Weg, den Kik gegangen ist. Die Wissenschaftler untersuchten auch andere Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff, die ergänzende Informationen über die Ökologie lieferten.

Der gespaltene Kik-Mammutstoßzahn in der Alaska Stable Isotope Facility an der University of Alaska Fairbanks. Kredit. . . J. R. Ancheta/University of Alaska Fairbanks

Zu der Zeit, als Kik starb, befand sich die Welt noch auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit, aber die Gletscher flossen damals noch nicht über den größten Teil Alaskas. Stattdessen scheint die Umgebung trockenes, kühles Grasland gewesen zu sein, das vielleicht den Steppen der heutigen Mongolei ähnelt. „Es bot Säugetieren diese wundervolle Umgebung, um sich zu bewegen“, sagte Dr. Wooller.

Wie einige moderne Elefantenarten, bei denen junge Männchen im Alter von 15 oder 16 Jahren aus weiblich geführten Herden geworfen werden, hätte Kik möglicherweise ein eher einsames Leben führen müssen.

“Das war wirklich wunderbar zu finden”, sagte Dr. Wooller. „In vielerlei Hinsicht war das fast genau das gleiche wie einiges des Verhaltens, das wir bei modernen Elefanten sehen würden. ”

Ein Anstieg der Stickstoffisotope war eine unverwechselbare Signatur, die auf einen Hungertod am Ende seines Lebens hindeutete.

„Es ist schon cool zu denken, dass wir nicht nur seine Bewegungsmuster identifiziert haben, sondern wahrscheinlich auch, was seinen Tod verursacht hat“, sagte Dr. Wooller.

Warum Kik verhungerte, vielleicht hatte eine Dürre die Landschaft verdorrt oder er war bei einem Kampf verletzt worden, was seine Beweglichkeit einschränkte.

Obwohl Kik einen Großteil Alaskas umrundete, schien er nie nach Westen zu gehen, über die Landbrücke, die Alaska dann mit Russland verband. Das könnte darauf hindeuten, dass die Interkontinentalüberquerung kein einfacher Weg war. “Einige Leute glauben, dass es sehr, sehr nass und sumpfig und heimtückisch war”, sagte Dr. Wooller.

Kate Britton, eine Archäologin an der University of Aberdeen in Schottland, die nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, die Wissenschaftler müssten vorsichtig sein, um die Bewegungen von Kik nicht auf das Verhalten von Wollmammuts als Spezies zu übertragen.

Sie stellte fest, dass ihre Forschungen mit ähnlichen Techniken gezeigt haben, dass sich Mitglieder der gleichen Art moderner Karibus auf unterschiedliche Weise verhielten – einige wanderten mit dem Wechsel der Jahreszeiten über weite Strecken, andere blieben in engeren Regionen – je nachdem, wo sie lebten , und Informationen über das tägliche Leben der Tiere wurden nicht in ihren Genen gefunden.

„Wir brauchen diese Art von Studien, die uns diesen Zugang zu diesen direkten Informationen ermöglichen“, sagte Dr. Britton. „Wir können auf die Verhaltensökologie ausgestorbener Arten schließen. ”

In zukünftigen Forschungen möchte Dr. Wooller mehr Mammutstoßzähne sägen und untersuchen. Haben sich die Bewegungsmuster im Laufe der Jahrtausende mit dem Klimawandel verändert? Waren weibliche Mammuts und ihre Herden in verschiedenen Teilen Alaskas unterwegs?

Er sagte, was mit den Wollmammuts geschah, als sich die Welt am Ende des letzten Zeitalters erwärmte, könnte auch auf das Verständnis der heute in Alaska lebenden Tiere hinweisen.

„Wir sehen, dass Eisbären und Karibus ihre Biologie und ihr Verhalten als Reaktion auf einen Teil der Erwärmung ändern“, sagte Dr. Wooller. „Es gibt auch Parallelen, die wir ziehen können. ”

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