Izumrle vrste kot vir novih dejstev o evoluciji

V času neandertalcev in prvih sodobnih ljudi se je po naši celini klatila ena največjih vrst medveda. Vendar so jamski medvedi (Ursus spelaeus), ki so lahko tehtali tudi eno tono, izumrli pred približno 25.000 leti. Njihove kosti so našli v jamah na področjih vse od Anglije do Rusije, tudi v Sloveniji.

Med možnimi vzroki za izumrtje te živalske vrste so lov in podnebne spremembe, saj je svoj konec dočakala prav med najhladnejšim delom zadnje ledene dobe pred približno 24.000 leti. Jamski medvedi so bili takrat morda še posebno ranljivi, saj so imeli precej neprilagodljiv jedilnik, na katerem ni bilo mesa. Še vedno nimamo odgovora na vprašanje, kako je sedanjim rjavim medvedom, ki so bližnji sorodniki jamskih medvedov in so se kot vrsta od njih ločili pred približno 1,5 milijona leti, uspelo preživeti v istih pogojih.

»Ena od možnih razlag je, da jamski medvedi niso bili tako prilagodljivi pri prehrani, zato so bili občutljivejši na spremembe svojega ekosistema, ki so nastale zaradi podnebnih sprememb,« pravi dr. Ioana Meleg, paleogenetičarka z Univerze Babes-Bolyai iz mesta Cluj-Napoca v Romuniji. Melegova ter drugi znanstveniki in znanstvenice s svojim delom izpostavljajo težavnost iskanja razlag za ključne evolucijske trenutke ter ugotavljanja ključnih naukov za preživetje in zaščito živali v sedanjosti.

Rastlinojedci in vsejedci

Rjavi medvedi so vsejedi. Jamski medvedi, kot kažejo študije beljakovine kolagen v njihovih kosteh, pa so bili verjetno rastlinojedi. Zato se jim morda ni uspelo prilagoditi prehranjevanju z mesom v hladnejših obdobjih, ko je bilo rastlin manj. Raziskovalci upajo, da bomo z boljšim uvidom v izumrtje določenih živalskih vrst razširili svoje znanje o tem, kako se živali na splošno prilagajajo podnebnim spremembam.

»Take raziskave so časovni stroji, s katerimi prek prastarih biomolekul dobimo uvid v dinamiko globokega časa,« pravi Ioana Meleg, ki je v svojem doktoratu proučevala ekologijo podzemnih okolij.

Ko je bila zaposlena v Prirodoslovnem muzeju v Stockholmu na Švedskem, je vodila ekipo evropskih strokovnjakov, ki ji je Evropska unija namenila denar za genetsko sekvenciranje populacij jamskih medvedov z različnimi dietami, s katerim so sestavili najcelovitejšo genomsko bazo podatkov za to živalsko vrsto do zdaj. Projekt pod imenom Evolution je trajal dve leti, do konca septembra leta 2022. Melegova in njena ekipa še vedno analizirajo rezultate.

Uganka iz Karpatov

Še vedno pa ni rešena uganka, povezana s prehrano jamskih medvedov. Nenavadno namreč je, da so rastlinojedi medvedi postali tako veliki. Medvedi, ki živijo danes in se prehranjujejo večinoma ali povsem rastlinsko, so namreč precej manjši, na primer pande. Proučevanje oblik dušika v fosilnih kosteh jamskih medvedov iz Krpatov je nakazovalo, da so ti pripadniki vrste v nasprotju z drugimi drugod po Evropi poleg rastlin jedli tudi meso. Vendar Ioana Meleg in drugi raziskovalci v novejši analizi ugotavljajo, da so ti medvedi imeli le bolj raznovrstno rastlinsko prehrano kot drugi jamski medvedi. Melegova pravi, da bi tudi to običajno morala biti prednost, ki bi karpatskim medvedom pomagala pri preživetju.

»Ko naletimo na ekološko prilagodljivost, ponavadi sklepamo, da je pomagala pri spopadanju z dogodki v okolju,« pravi. Njena ekipa še vedno poskuša ugotoviti, zakaj so imeli romunski jamski medvedi obsežnejši rastlinski jedilnik in zakaj so kljub temu izumrli.

Ioana Meleg meni, da je morda na koncu vseeno vzrok bilo pomanjkanje mesa v prehrani, ko je bilo hrane vse manj in manj, zaradi česar so medvedi postali dovzetnejši za ekstremne podnebne spremembe. Na razmere so morda negativno vplivale tudi naravne katastrofe, na primer izbruhi vulkanov.

»Zaradi strogo rastlinske prehrane so bili jamski medvedi morda bolj izpostavljeni zmanjšanju kakovosti in količine rastlinske biomase, kar se je zgodilo zaradi ohlajanja podnebja,« pravi Melegova.

Vzorci zob

Znanstveniki upajo, da bodo več informacij o učinkih podnebnih sprememb iz preteklosti razkrili tudi fosili živali, ki so jih plenili ljudje. V sklopu projekta EnvINExt, ki ga financira Evropska unija, dr. Emilie Berlioz proučuje vzorce starodavnih živalskih zob z obeh strani Pirenejev, od Isturitza v Franciji do La Viñe v Španiji.

Najdeni fosili rastlinojedih živali, na primer navadnih jelenov, severnih jelenov, kozorogov in konjev, so stari od 35.000 do 57.000 let, pravi Berliozova, paleontologinja z Univerze v Kantabriji. V tem obdobju so anatomsko sodobni ljudje (Homo sapiens) prišli iz Afrike in po kratkem obdobju sobivanja obeh vrst izpodrinili neandertalce.

Najpomembnejša metoda, ki jo Berliozova uporablja, je tridimenzionalna analiza mikroskopske obrabe zob, pri kateri proučuje mikroskopske pojave na zobeh, s katerimi lahko sklepa o prehrani v dneh pred smrtjo živali. Poznavanje krajev, kjer so neandertalci živali lovili in ubili, nam daje uvid v življenje, lov in prehrano neandertalcev ter razvoj teh dejavnosti glede na podnebne spremembe.

Poleg podnebnih dejavnikov obstajajo še druge, nasprotujoče si teorije o izumrtju neandertalcev, ki se je zgodilo pred približno 40.000 leti. Mednje spadajo križanje s Homo sapiensom, tekmovanje za vire in bolezni. »Verjetno gre za odgovor v več delih,« pravi Emilie Berlioz.

Meni, da bomo z razumevanjem vpliva podnebnih sprememb na plen neandertalcev, ki je predstavljal več kot polovico njihovega dnevnega vnosa hrane, lažje prišli do prave razlage. V zobeh se skrivajo fiziološke, ekološke in podnebne informacije, zato so pravo ogledalo okolij iz preteklosti.

Prejšnje študije, v katerih je sodelovala Berliozova, med njimi tudi študija iz regije Dordogne v Franciji, kažejo, da so neandertalci kljub podnebnim nihanjem, zaradi katerih so se gozdovi širili in krčili ter s tem spreminjali svojo vsebnost hrane, še naprej lovili na odprtih traviščih, ki so spominjala na tundro.

V sklopu projekta EnvINExt poskuša dr. Emilie Berlioz nadgraditi to analizo in oblikovati nov pogled na okoljske pogoje, s katerimi so se neandertalci in njihov plen spopadali v tem delu Evrope. Z analizo zob z desetih arheoloških najdišč, vključno z informacijami o prehranskih vzorcih v različnih letnih časih, letih in habitatih, želijo sodelujoči v projektu razkriti povezave med lokalnimi okoljskimi pogoji in globalnimi podnebnimi spremembami.

Temeljno vprašanje je, ali je podnebje igralo glavno vlogo pri izumrtju neandertalcev ali pa je bilo le eden od dejavnikov. »Če okoljska nihanja v času obstoja neandertalcev pogledamo v širšem smislu, ugotovimo, da so pred tem že izkusili težke podnebne pogoje in vseeno preživeli,« pojasni Berliozova. Prepričana je, da so take raziskave zelo dragocene za razmislek o prilagoditvah na podnebne spremembe v sedanjosti. »Paleontologi in arheologi lahko omogočijo dolgoročen pogled na odnose med ljudmi, živalmi in okoljem, ki je komplementaren kratkoročnemu pristopu biologov,« pravi Berliozova.

Ioana Meleg ima podobno mnenje o svojem projektu. »Najpomembnejši cilj je poiskati trajnostne pristope k odpornosti ekosistemov, s katerimi se je mogoče boriti proti manjšanju biotske raznovrstnosti, ki je povezano z vse večjimi vplivi človeka in podnebnimi spremembami.«

---------------

Raziskave, omenjene v članku, je financirala Evropska unija v okviru ukrepov Marie Skłodowska Curie (MSCA). Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.