Арктический шерстистый мамонт по имени Кик, одно из единственных млекопитающих ледникового периода, история жизни которого известна в деталях, родился примерно 17100 лет назад во внутренних районах Аляски, ограниченных на севере хребтом Брукса, а на юге - Аляскинским хребтом.
В те времена эта территория представляла собой холодные сухие пастбища, простиравшиеся от Берингова пролива в Сибирь и вплоть до Западной Европы. Палеонтологи называют этот обширный регион «мамонтовой степью» в честь самых крупных животных, которые его пересекали.
Взрослые самцы
шерстистых мамонтов достигали высоты 3,5 метра в холке, имели толстую шкуру, лохматую шерсть и бивни длиной до 3,5 метров. Взрослого мамонта не мог свалить ни один хищник, но молодые мамонты ростом, вероятно, приблизительно 1,5 метра, становились добычей саблезубых кошек.
Кик и его товарищи по стаду должны были настороженно следить за этими хищниками, весившими более 225 килограмм и имевшими зазубренные клыки, способные прокусить мамонтовую шкуру. Другой угрозой были берингийские львы, а также степные зубры, гигантские короткомордые медведи, серые волки и бурые медведи, которые существуют и сегодня.
Первые два года своей жизни Кик в основном обитал в области нижнего течения реки Юкон, почти наверняка в матриархальном стаде. В последующие 14 лет ареал обитания подростка значительно расширился. По-прежнему, вероятно, кочуя со стадом, он совершал регулярные переходы туда и обратно по 400-километровому участку степных лугов между хребтом Брукса и Аляскинским хребтом. Иногда он заходил на восточную оконечность хребта Брукс. Он также добирался до полуострова Сьюард на современном западном побережье, что составляет более 1100 километров.
Фото: smithsonianmag.com
Данные свидетельствуют о том, что на протяжении большей части своей жизни он редко проходил менее 15 километров за день, и теперь известно, что за свою жизнь Кик прошёл примерно в два раза больше окружности Земли - гораздо дальше, чем предполагалось, исходя из возможностей мамонтов.
Возможность столь детально проследить передвижение животного ледникового периода - это значительная веха в палеонтологии.
Всё началось с момента вдохновенного любопытства Мэтью Вуллера, учёного-изотопщика из Университета Аляски в Фэрбенксе. В 2015 году он сидел в своей лаборатории и наблюдал за тем, как один из его аспирантов анализирует отолиты рыб - маленькие ушные косточки, которые каждый год обрастают новым слоем и хранят химическую информацию о жизни и среде обитания рыбы. «А что, если сделать то же самое с бивнем мамонта?» - подумал Вуллер.
Вуллер уже интересовался мамонтами, изучая их вымирание на острове Святого Павла в Беринговом море. Он сравнивает бивень мамонта с дневником, написанным
на слоновой кости. «
Каждый день в нём появляется новый слой, и таким образом эти слои наслаиваются друг на друга», - говорит он. «
Изотопы в этих слоях фиксируют, где находилось животное и что оно ело в тот день».
Изотопы - это атомы одного и того же химического элемента, которые имеют разную массу из-за большего или меньшего числа нейтронов. «Считайте, что изотопы - это химические сигнатуры», - говорит Вуллер. «Они присутствуют в горных породах, почве, растительности и воде, и существа улавливают их». Эти сигнатуры - или «отпечатки пальцев», как их иногда называют исследователи, - характерны для определённых мест. Вуллер знает, что изотопы в бивнях слонов позволяют выявить маршруты миграции.
Он начал работу над проектом в 2016 году, пройдя через кампус в Музей Севера Университета Аляски, где на нижнем уровне в шкафах с образцами хранятся 174 бивня шерстистого мамонта. Он выбрал один из них, который был найден исследователями университета в 2010 году в районе верховьев реки Кикиэйкрорак на Северном склоне
Аляски. На том же месте была найдена и челюстная кость мамонта, содержащая моляры (зубы, служащие в основном для первичной механической обработки пищи) размером с человеческий ботинок.
Радиоуглеродное датирование показало, что животное погибло 17100 лет назад, а генетический анализ показал, что это было существо мужского пола. «Мы прозвали его Кик в честь Кикиэйкрорак», - говорит Вуллер, собравший для работы над исследованием группу из 16 учёных из четырёх стран.
Самым тяжёлым физическим заданием было разделить бивень весом около 50 килограмм на две части. «Шестеро из нас пропускали его через огромную ленточную пилу», - говорит Вуллер. «Бивень имеет двойной изгиб, поэтому приходилось постоянно вносить коррективы, и он трещит и хлопает, как будто собирается взорваться. Это заняло у нас целый день».
Фото: smithsonianmag.com
Теперь разделённый бивень лежит на лабораторном столе. Каждая часть длиной 1,5 метра окрашена синим красителем для выявления слоёв роста. «Верхушка бивня - это молодой мамонт, основание - старый мамонт, а всё, что между ними, - это время его жизни», - говорит Вуллер.
Вуллер открывает на экране карту, на которой показаны различные регионы Аляски, которые Кик занимал в разные периоды своей жизни, а также сотни маршрутов его передвижения. Отвечая на вопрос о том, как команде удалось составить столь подробную карту жизни Кика, Вуллер приводит в пример поведение полёвок. Поскольку полёвки имеют небольшой ареал обитания и не путешествуют, изотопы в их зубах фиксируют конкретную информацию о местах, где они жили, что позволяет Вуллеру ещё более чётко копать в прошлое.
На нижнем уровне Музея Севера Университета Аляски, в шкафах с образцами под бивнями мамонта, находится обширная коллекция полёвок и других грызунов, собранных со всей Аляски. Директор музея, палеонтолог Патрик Друкенмиллер, участвовавший в исследовании Кика, говорит, что изотопы стронция в зубах этих грызунов стали ключевым фактором для составления карты: «Изотопы отличаются от места к месту в зависимости от геологических условий. Растения поглощают стронций из породы, залегающей под почвой, а животные заглатывают его, поедая растения».
Проанализировав содержание стронция в образцах из 162 грызунов, команда смогла построить стронциевую карту Аляски. Карту составили Клеман Батай из Оттавского университета и Джульетта Фанк, в то время докторант лаборатории Вуллера. Несмотря на то, что карта основана на данных, полученных из образцов грызунов в современную эпоху, она точна и для плейстоцена, поскольку подстилающие породы те же самые. «Значения стронция отражают геологию коренных пород, поэтому они меняются очень медленно, в течение миллионов лет», - говорит Друкенмиллер.
Тем временем Вуллер и его коллеги изучали содержание стронция и других изотопов в бивне Кика. Двигаясь от одного конца к другому, они вырезали из бивня пятисантиметровые клинья для анализа и помещали их в научный прибор стоимостью 830 000 долларов, называемый многоколлекторным масс-спектрометром с индуктивно-связанной плазмой (Laser Ablation Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer).
Национальный научный фонд выделил грант в размере 580 тысяч долларов на приобретение этого прибора, который сейчас находится в подвальном помещении Университета Аляски в Фэрбенксе. Он размером с минивэн. 80-микронный лазер прибора медленно прокручивался вдоль каждой части бивня, превращая крошечные фрагменты в мелкую пыль. Затем масс-спектрометр проводил быстрый изотопный анализ частиц.
В общей сложности прибор получил более 400 000 точек данных о том, где находился Кик и что он ел в течение своей жизни. «Мы знали, где он умер, поэтому проследили его путешествия в обратном направлении», - говорит Вуллер. «Сопоставив значения стронция в бивне со стронциевой картой Аляски, мы смогли увидеть, где он побывал, и затем, по сути, соединили все точки».
Фото: smithsonianmag.com
Здравый смысл также помог составить схему маршрута Кика: было разумно предположить, что он не стал бы подниматься по крутым скалам или преодолевать большие ледниковые горные массивы.
После 16 лет Кик ещё больше расширил свой ареал. Исследователи считают вероятным, что он покинул матриархальное стадо и стал бродить в одиночку или с небольшой группой других самцов, как мамонт-самец, достигший половой зрелости. Он совершал много путешествий между внутренними районами Аляски и Северным склоном хребта Брукса - 1100 километров в один конец, или ближе к 1600 километров, если он кочевал во время пастьбы.
Вуллер предполагает, что Кик реагировал на сезонные изменения в траве и растениях, которыми он мог питаться. Чтобы добраться до Северного склона, Кик выбирал тот же низкий перевал в западной части ареала, который сегодня используют мигрирующие карибу.
Последние полтора года жизни Кика запечатлены на 10 сантиметрах слоновой кости у основания бивня.
Эпоха дальних странствий, судя по всему, закончилась. Его ареал обитания теперь ограничивался Северным склоном. В последнее лето жизни Кика изотопы азота в его бивне начали увеличиваться. Как объясняет Друкенмиллер, «когда животное начинает голодать, оно, по сути, съедает своё собственное тело, и получается очень характерный всплеск сдержания азота. Почему это животное голодало? Оно было больным? Это только предположение, но мы не знаем точно».
Средняя продолжительность жизни арктического шерстистого мамонта оценивается в 60 лет. По имеющимся данным, Кик умер от голода в возрасте около 28 лет, в конце зимы - начале весны, когда ресурсы были наиболее скудными. В последний раз он лежал в долине реки Кикиакрорак, где части его скелета сохранялись примерно 17100 лет, на участке земли, который сейчас является частью верховьев реки Кикиэйкрорак, небольшого притока реки Колвилл.
Маловероятно, что Кик когда-либо видел человека, но не исключено. Самый древний археологический памятник на Аляске датируется 14300 лет назад, то есть почти через 3000 лет после смерти Кика, но могут появиться и более древние памятники. Набор человеческих следов в Нью-Мексико, датируемый примерно 23000 лет назад, позволяет предположить, что во время жизни Кика в Северной Америке жили люди.
Шерстистые мамонты вымерли на Аляске около 13 тысяч лет назад; многие учёные считают, что в этом виноваты люди-охотники. Другие утверждают, что ключевую роль сыграло изменение климата. Вуллер считает, что это была комбинация. «По мере того как климат становился всё более тёплым и влажным, травы вытеснялись деревьями», - говорит он. «Мамонты теряли свою среду обитания и возможность передвигаться. В то же время появился новый и очень опасный хищник – человек».
Фото: hi-news.ru
Опубликовав результаты исследования жизни Кика, Вуллер и его коллеги сейчас анализируют ещё один бивень мамонта. Обнаруженный на археологической стоянке во внутренних районах Аляски, он, судя по всему, принадлежит самке, возраст которой составлял около 19 лет и которая жила примерно 14 тысяч лет назад.
Используя ту же стронциевую карту и масс-спектрометр с лазерной абляцией, команда Вуллера составляет карту перемещений этого животного в тот период, когда человек появился в этой местности и незадолго до того, как мамонты вымерли на материковой части Аляски.
Бивни мамонта Кика дают удивительно полную биографию этого существа.
После кропотливого изучения изотопов в бивнях команда Мэтью Вуллера смогла определить районы, где Кик проводил время на каждом этапе своей жизни - он побывал на некоторых из внешних хребтов современной Аляски, а затем встретил свой конец к северу от хребта Брукс.
Последний ледниковый максимум - это период заключительной фазы плейстоцена, около 20 тысяч лет назад, когда ледники покрывали 25% суши Земли, а уровень мирового океана был примерно на 120 метров ниже, чем сейчас.