Новое исследование проливает свет на возникновение и гибель гигантских ленивцев

Сегодня существует всего два вида ленивцев, но исторически их было несколько десятков, включая одного с «бутылочным носом», который питался муравьями, и другого, который, вероятно, напоминал предков современных броненосцев. Большинство вымерших ленивцев также не жили на деревьях, потому что были слишком большими. Самые крупные ленивцы - представители рода Megatherium (мегатерий) - были размером с азиатских слонов и весили около 3,5 тонны.

«Они были похожи на медведей гризли, только в пять раз больше», - говорит доктор Рейчел Нардуччи, руководитель коллекции палеонтологии позвоночных в Музее естественной истории Флориды.

В новом исследовании доктор Нардуччи и её коллеги проанализировали древнюю ДНК и сравнили более 400 окаменелостей из 17 музеев естественной истории, чтобы выяснить, как и почему вымершие ленивцы стали такими большими.

Наземные ленивцы сильно различались по размерам - от действительно массивного мегатерия до скромного ленивца Шаста, который терроризировал кактусы на пустынном юго-западе Северной Америки.

То же самое нельзя сказать о ленивцах, которые увлекались лазанием по деревьям. Ленивцы, живущие исключительно на деревьях, были и остаются одинаково маленькими, со средним весом 6 кг, в то время как те, кто проводил часть времени на земле, в среднем весили около 79 кг.

Наземные ленивцы особенно любили пещеры, и их размер, несомненно, играл роль в их способности находить и строить убежища. Ленивец Шаста среднего размера предпочитал небольшие естественные пещеры, созданные силой ветра и воды в скалах Гранд-Каньона, словно альвеолы гигантского геологического лёгкого.

  

Более крупные ленивцы не ограничивались уже существующими пещерами. Используя когти, которые являются одними из самых больших среди всех известных млекопитающих, живущих или вымерших, они могли вырезать свои собственные из голой земли и скал. Во многих из оставленных ими пещер до сих пор сохранились следы когтей на внутренних стенах - свидетельства их древних гнездовых раскопок.

Другие факторы, которые могли повлиять на разницу в размерах, включают климат, степень родства между видами ленивцев и скорость метаболизма. Для точного разграничения этих возможностей потребовался значительный объём данных разных типов.

Авторы объединили информацию о форме окаменелостей с ДНК живых и вымерших видов, чтобы создать древо жизни ленивцев, которое прослеживает их родословную вплоть до возникновения более 35 миллионов лет назад.

К этому древу были добавлены результаты десятилетий исследований о том, где жили ленивцы, чем они питались и были ли они лазающими или ходячими. Поскольку палеонтологов особенно интересовала эволюция размеров, они собрали данные для финального аналитического ингредиента, измерив сотни музейных окаменелостей, которые использовали для оценки веса ленивца.

По мнению команды учёных, на различия в размерах ленивцев в первую очередь повлияли типы сред обитания, в которых они жили, и, как следствие, изменение климата. «Учесть все эти факторы и прогнать их через эволюционные модели с множеством различных сценариев было серьёзной задачей, которая не выполнялась ранее», - говорит доктор Нардуччи. Династия ленивцев совпала со значительными, меняющими жизнь изменениями в климате Земли. 

Анализ, проведённый группой исследователей, показывает, что самые ранние ленивцы, скорее всего, были небольшими наземными обитателями, размером примерно с собаку породы дог.

В разные периоды своей эволюционной истории ленивцы переходили к полуарбореальному образу жизни (большую часть времени проводит на деревьях). Однако не все они оставались на деревьях. Самые крупные ленивцы, включая Megatherium и Mylodon (милодон), вероятно, произошли от приспособленного к деревьям ленивца, который в конце концов решил прочно обосноваться на земле.

 

На фоне нерешительности лазающих и ходящих ленивцев их размеры практически не менялись в течение примерно 20 миллионов лет, независимо от предпочитаемого ими способа передвижения. Затем произошло нечто сокрушительное.

Между современными штатами Вашингтон и Айдахо, через часть Орегона и Невады, открылась гигантская рана, из которой хлынула магма. В результате на Тихоокеанском Северо-Западе образовался «застывший рубец» объёмом почти 2,5 миллиона кубических километров. Его до сих пор можно увидеть в некоторых местах вдоль реки Колумбия, где миллионы лет текущей воды прорезали и отполировали колоннаду базальта.

Эти каменные столбы имеют чёткую шестиугольную форму, возникшую в результате того, как магма затвердела и растрескалась при остывании. Вулканическое событие, в результате которого они образовались, было медленным горением, продолжавшимся примерно 750 тысяч лет и совпавшим с периодом глобального потепления, называемым климатическим оптимумом среднего миоцена.

В настоящее время наиболее вероятной причиной потепления считаются парниковые газы, выделяемые при извержении вулкана. В ответ ленивцы стали меньше. 

Возможно, это связано с тем, что более тёплые температуры привели к увеличению количества осадков, что позволило расширить леса и тем самым создать больше среды обитания для ленивцев меньшего размера. Уменьшение размеров также является обычным способом борьбы животных с тепловым стрессом и зафиксировано в окаменелостях в нескольких различных случаях.

После того как вулкан затих, на Земле сохранялась теплая погода в течение примерно миллиона лет. Затем на планете возобновилось долговременное похолодание, которое с перерывами продолжается до сих пор. Ленивцы тоже изменили курс. Чем больше падала температура, тем крупнее они становились.

Ленивцы, живущие преимущественно на деревьях и те, которые частично вели такой образ жизни, имели очевидное ограничение, связанное с необходимостью жить рядом с деревьями, но наземные ленивцы жили практически везде, куда только могли занести их ноги.

Они взбирались на горы Анды, распространялись по открытым саваннам, мигрировали в пустыни и лиственные леса Северной Америки, а также нашли себе дом в бореальных лесах Канады и Аляски.

Были даже ленивцы, приспособленные к морской среде. Thalassocnus (талассокн в переводе с древнегреческого «морская медлительность») обитали в засушливой полосе суши между Андами и Тихим океаном. Они выживали в этом суровом регионе, добывая пищу в океане.

 

«У них развились адаптации, схожие с адаптациями ламантинов», - говорит доктор Нардуччи. «У них были плотные рёбра, помогающие сохранять плавучесть, и более длинные морды, чтобы питаться морской травой».

Разнообразная среда обитания создавала уникальные проблемы, которые наземные ленивцы решали, в том числе и за счёт усиленного питания.

«Это позволило бы им экономить энергию и воду и эффективнее перемещаться по местам обитания с ограниченными ресурсами», - говорит доктор Нардуччи. «А если вы находитесь на открытых пастбищах, то вам нужна защита, и увеличение размеров даёт некоторую её часть. У некоторых наземных ленивцев в кожу были вмонтированы маленькие остеодермы, похожие на камешки».

Не менее важно и то, что более крупные тела помогали ленивцам справляться с похолоданием. Наибольшего роста они достигли во время плейстоценового ледникового периода, незадолго до своего исчезновения. «Примерно 15 тысяч лет назад действительно наблюдается спад», - говорит доктор Нардуччи.

До сих пор ведутся споры о том, что произошло с ленивцами, но, учитывая, что люди появились в Северной Америке примерно в то же время, когда ленивцы массово вымерли, предположить это несложно.

Парадоксально, но крупные размеры, которые позволяли им защищаться от большинства хищников и изолировали от холода, стали помехой. Не обладая ни скоростью, ни хорошей защитой, наземные и полуназемные ленивцы были легкой добычей первых людей.

 Фото: depositsmag.com

Древесные ленивцы наблюдали за разворачивающейся под ними бойней из безопасных мест на верхушках деревьев, но и там им не удалось спастись без потерь. После того как их наземные родственники вымерли повсеместно, два вида древесных ленивцев в Карибском бассейне продержались до периода в  4,5 тысяч лет назад. Люди появились на Карибах примерно в то же время, когда египтяне строили пирамиды. Вскоре после этого карибские древесные ленивцы вымерли.

«Палеоклиматические изменения не объясняют быстрого вымирания наземных ленивцев, которое началось примерно 15 тысяч лет назад», - говорят исследователи. «Их резкая гибель позволяет предположить, что в процессе сокращения численности и вымирания наземных ленивцев участвовал человек».