20.12.2018

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев

Изучение костных остатков гигантских носорогов Elasmotherium sibiricum из коллекций разных музеев показало, что этот вид исчез не раньше, чем 39 000 лет назад, а возможно, и позже. Это означает, что около 50 000 лет назад, когда наши далекие предки расселялись по Восточной Европе и Западной Сибири, эласмотерии еще входили в состав мегафауны, обитающей на этих территориях. Самые молодые кости эласмотериев оказались достаточно хорошей сохранности, чтобы из них можно было извлечь фрагментарную ДНК. Это позволило внести некоторые уточнения в существующие представления о филогенезе непарнокопытных в целом.

Эласмотерии — гигантские носороги, достигавшие 5 метров в длину и 2,5 метров в холке. Вместе с носорогами, дожившими до современности, они входят в состав семейства Rhinoceratidae, однако образуют внутри него отдельное подсемейство Elasmotheriinae. Эласмотерии гораздо больше напоминали современных носорогов, чем, например, более причудливые представители древних носорогообразных индрикотерии, но и у них было несколько примечательных особенностей.

Во-первых, их ноги были длиннее, чем у современных носорогов. Палеонтологи это обычно интерпретируют как то, что они были лучше адаптированы к быстрому бегу — галопу (носороги переходят на галоп лишь в исключительных случаях).

Во-вторых, их отличало строение зубов, главным образом моляров, которые обладали высокими постоянно растущими коронками и были лишены корней. Такого строения щечных зубов нет ни у одного из известных носорогов.

В-третьих, несмотря на то что остатков эласмотериев обнаружено не так уж мало — находили и целые черепа, и целые скелеты (один из которых, к примеру, находится в коллекции Палеонтологического музея им. Ю. А. Орлова), — находок рогов эласмотериев нет. Однако на лобных костях черепа (os frontale) у них имелось крупное куполообразное утолщение, которое, как считает большинство исследователей, служило основанием для единственного огромного рога (такие же предположения выдвигаются и для динозавров клады Pachyrostra), за что российские палеонтологи прозвали эласмотериев «суровыми сибирскими единорогами». В дальнейшем выражение „Siberian unicorn“ стало встречаться и в англоязычной литературе (в том числе — и в обсуждаемой статье). Но некоторые исследователи подвергают такую реконструкцию сомнению, указывая на то, что в гистологическом отношении кость, на которой находится это утолщение, была довольно пористой и вряд ли могла поддерживать огромный рог.

Собственно род Elasmotherium — наиболее поздний представитель подсемейства. Он включал по меньшей мере три вида: E. caucasicum, E. chaprovicum и типовой E. sibiricum, служивший предметом исследования в данной работе. Если первые два вида, как правило, изображаются голыми, то носорога E. sibiricum рисуют покрытым густой шерстью. Прямых доказательств того, что эти животные были покрыты шерстью, нет — таких прекрасных образцов шкуры, как для шерстистых носорогов или мамонтов, до сих пор не нашли. Но есть доказательства косвенные: E. sibiricum принадлежал к мамонтовой фауне, а климат на территориях Восточной Европы и Западной Сибири был тогда холодным.

Возраст наиболее древних остатков, принадлежащих E. chaprovicum, обнаруженных в составе хапровской фауны Северного Кавказа и Молдовы, оценивается более чем в 2,5 млн лет. Оценить точно минимальный возраст наиболее молодых находок не удавалось. Многие кости и зубы эласмотериев были обнаружены в речном аллювии, что свидетельствует о том, что животные после смерти были перезахоронены, возможно, неоднократно. Это делало невозможным достоверное применение методов относительной датировки. Тем не менее существовало убеждение, что эласмотерии не пережили микулинского межледниковья 130–120 тыс. лет назад, и совершенно вымерли к началу валдайского оледенения 120 тыс. лет назад. Это означало, что эласмотерии должны были исчезнуть до того, как по ареалу их обитания стали расселяться древние люди (что, по современным представлениям, происходило около 50 тыс. лет назад). Единичные находки, свидетельствующие об обратном, считались малонадежными и подвергались критике.

Ситуация начала меняться, когда в 2005 году специалист по плейстоценовой мегафауне Павел Косинцев опознал зуб эласмотерия среди костей типичных представителей плейстоценовой фауны, найденных в пещере Смеловская II. Скорее всего, кости и зубы этих животных остались после того, как их тела или части тел в свое время перенесли и собрали в одном месте какие-то плотоядные животные — например, пещерные гиены. Характер отложений указывал на то, что перезахоронение остатков (например, потоками воды) было крайне маловероятно.

После этого группа ученых во главе с Павлом Косинцевым стала целенаправленно искать кости эласмотериев в коллекциях музеев и в материалах недавних экспедиций. За 10 с лишним лет удалось собрать 25 образцов (рис. 3), причем в 23 из них оказалось достаточно коллагена, чтобы можно было получить абсолютную датировку на основе радиоуглеродного анализа. В костях такого возраста обычно уже не остается никаких органических молекул — только прочный и устойчивый коллаген имеет шансы сохраниться в значимом количестве, но и его найти — большая удача.

Поначалу этой работой занимались в основном российские ученые, однако к ним постепенно присоединялись коллеги из иностранных лабораторий, имеющих лучшее техническое оснащение. В частности, благодаря специалистам из Оксфорда удалось применить наиболее точный из всех доступных на данный момент методов датировки таких образцов — радиоуглеродный анализ не всего очищенного коллагена, а отдельно входящей в его состав аминокислоты гидроксипролина. Коллегам из Австралии удалось извлечь из нескольких образцов фрагментарную ДНК. Очередные результаты этой совместной работы были опубликованы недавно в журнале Nature Ecology & Evolution.

Ученые объединили данные анализа возраста коллагена из 19 образцов (возраст четырех из 23 образцов не удалось определить достоверно) и гидроксипролина, который получилось выделить из 9 образцов. В результате возраст самых молодых останков варьируется в пределах 38,48–35,06 тыс. лет с вероятностью 95,4%. Скорее всего, эласмотерии вымерли перед максимумом последнего оледенения — но это лишь предположение, подтвержденное пока только отсутствием более поздних находок.

Такие результаты означают, что эласмотерии вполне могли встречаться древним людям, расселявшимся в то время по Восточной Европе и Западной Сибири. Сравнение фрагментарной ДНК эласмотериев с ДНК некоторых видов современных парнокопытных показало, что расхождение эволюционных линий подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae должно было произойти примерно 40–50 млн лет назад, в первой половине эоцена.

Хорошая сохранность коллагена в нескольких образцах позволила сравнить содержание изотопов углерода и азота в остатках E. Sibiricum и других животных плейстоцена. Высокое содержание изотопов ¹3C и ¹⁵N, обнаруженное у E. Sibiricum, характерно для млекопитающих, обитающих в сухих степях или пустынях. Повышенный уровень изотопа ¹³С также может указывать на питание растениями подсемейства лебедовые (накапливающих изотоп 13С из-за особого типа фотосинтеза, см. С4-фотосинтез). Примерно такая же диета у современного сайгака. Это также указывает на то, что сибирский эласмотерий мог питаться корнями, так как в нефотосинтезирующих частях растений накапливается ¹³С. До этого на основании морфологических данных можно было лишь предполагать, что большую часть времени эласмотерии проводили, низко наклонив голову к земле: на это указывает форма затылка, строение шейных позвонков и их сочленение друг с другом. Характерные признаки их зубов свидетельствовали о питании очень грубыми, абразивными кормами — возможно, содержащими большие примеси пыли и песка.

Хотя сейчас главной причиной вымирания плейстоценовой мегафауны считается ее истребление древними людьми в ходе неумеренной охоты, в случае эласмотериев авторы не находят для такой версии прямых подтверждений. Несомненных свидетельств тому, что эласмотерии служили предметом охоты, нет, поэтому авторы предполагают, что немаловажную роль в их вымирании сыграла их специализированная и необычная для носороговых диета, которую они не смогли своевременно изменить при изменениях климата, повлекших за собой преобразования в травянистых биомах. Возможно, причиной вымирания эласмотериев стали их необычные зубы: если животное с постоянно растущими коронками перевести на питание слишком мягким кормом (например, на другие виды трав), то коронки не будут успевать стачиваться, нарушится окклюзия, и оно больше не сможет эффективно жевать — и, возможно, быстро умрет от голода. Конечно, эта картина гипотетическая: надежных свидетельств о том, что какой-то вид вымер именно по этому сценарию, нет. В любом случае, узкая специализация, особенно в способе питания, всегда сопряжена с повышенным риском вымирания.

Все это означает, что экологический кризис, вылившийся в вымирание мегафауны, был сложным и, возможно, даже более продолжительным, чем принято считать, и его изучение по-прежнему оставляет простор как для новых открытий, так и для оригинальных гипотез.

Денис Земледельцев

Источники:

1. elementy.ru