_ Indicii pentru dispariția misterioasă dintre mamiferele mari din America de Nord, aflate acum 50.000 de ani în colagenul osos antic

Acum 50.000 de ani, America de Nord era condusă de megafaună. Mamuți greoi cutreierau tundra, în timp ce pădurile găzduiau mastodonti falnici, tigri fioroși cu dinți de sabie și lupi uriași. Zimbrii și cămilele extraordinar de înalte s-au mutat în turme de-a lungul continentului, în timp ce castori uriași și-au plimbat lacurile și iazurile. În multe regiuni de la est de Munții Stâncoși au fost găsiți leneși de pământ imenși, cântărind peste 1.000 kg.

Și apoi, cândva, la sfârșitul ultimei ere glaciare, cea mai mare parte a megafaunei din America de Nord a dispărut. Cum și de ce rămâne aprins contestată. Unii cercetători cred că sosirea oamenilor a fost esențială. Poate că animalele au fost vânate și mâncate, sau poate că oamenii și-au modificat habitatele sau au concurat pentru surse vitale de hrană.

Dar alți cercetători susțin că de vină ar fi schimbările climatice, deoarece Pământul s-a dezghețat după câteva mii de ani de glaciare. temperaturile, mediile în schimbare mai repede decât s-ar putea adapta megafauna. Dezacordul dintre aceste două școli a fost aprig și dezbaterile controversate.

În ciuda deceniilor de studiu, acest mister al Epocii de Gheață rămâne nerezolvat. Cercetătorii pur și simplu nu au suficiente dovezi în acest moment pentru a exclude un scenariu sau altul – sau chiar alte explicații care au fost propuse (de exemplu, boală, un eveniment de impact de la o cometă, o combinație de factori). Unul dintre motive este că multe dintre oasele prin care urmăresc prezența megafaunei sunt fragmentate și greu de identificat.

În timp ce unele situri păstrează foarte bine rămășițele megafaunei, în altele condițiile au fost dure pentru animal. oase, uzându-le în fragmente mai mici care sunt prea modificate pentru a fi identificate. Aceste procese de degradare includ expunerea, abraziunea, spargerea și degradarea biomoleculară.

Astfel de probleme ne lasă lipsă de informații esențiale despre unde au fost distribuite anumite specii megafaunale, exact când au dispărut și cum au răspuns la sosirea oamenilor. sau alterarea climatică a mediului în Pleistocenul târziu.

O nouă lucrare, publicată în Frontiers in Mammal Science, și-a propus să abordeze acest deficit de informații. Pentru a face acest lucru, ei și-au îndreptat atenția către colecțiile excepționale ale Muzeului Național de Istorie Naturală Smithsonian din Washington, DC. Găzduind descoperirile a numeroase săpături arheologice efectuate în ultimele sute de ani, Muzeul este un rezervor extraordinar de oase de animale care sunt profund relevante pentru întrebarea cum a dispărut megafauna din America de Nord.

Totuși, multe dintre aceste rămășițe. sunt puternic fragmentate și neidentificabile, ceea ce înseamnă că capacitatea lor de a arunca lumină asupra acestei întrebări a fost, cel puțin până acum, limitată.

Din fericire, în ultimii ani s-au dezvoltat noi metode biomoleculare de explorare arheologică. În loc să se îndrepte spre săpături noi, arheologii își îndreaptă din ce în ce mai mult atenția către laboratorul științific, folosind noi tehnici pentru a sonda materialul existent.

O astfel de tehnică nouă se numește ZooMS – prescurtare de la Zooarchaeology by Mass Spectrometry. Metoda se bazează pe faptul că, în timp ce majoritatea proteinelor sale se degradează rapid după moartea unui animal, unele, cum ar fi colagenul osos, se pot păstra pe perioade lungi de timp. Deoarece proteinele de colagen diferă frecvent în moduri mici și subtile între diferitele grupuri taxonomice de animale și chiar și specii individuale, secvențele de colagen pot oferi un fel de cod de bare molecular pentru a ajuta la identificarea fragmentelor osoase care altfel sunt neidentificabile.

Așadar, Segmentele de proteină de colagen extrase din cantități mici de os pot fi separate și analizate pe un spectrometru de masă pentru a efectua identificări ale oaselor rămase pe care zooarheologii tradiționali nu le pot face.

Cercetătorii au decis să folosească această metodă pentru a revizui materialul arhivat al Muzeului Smithsonian. Studiul lor a fost unul pilot care a pus întrebarea cheie: oasele adăpostite în Muzeul Smithsonian ar păstra suficient colagen pentru ca noi să aflăm mai multe despre materialul osos fragmentat din depozitele sale?

Răspunsul nu a fost evident, deoarece multe a săpăturilor avusese loc cu decenii în urmă. În timp ce materialul a fost depozitat în ultimul deceniu într-o instalație de ultimă generație, climatizată, data timpurie a săpăturilor a însemnat că standardele moderne nu au fost neapărat aplicate la manipularea, prelucrarea și depozitarea acestora la toate etapele.

Echipa a examinat material osos din cinci situri arheologice. Toate siturile datează din Pleistocenul târziu/cel mai timpuriu Holocen (aproximativ 13.000 până la 10.000 de ani calendaristici înainte de prezent) sau mai devreme și au fost situate în Colorado, în vestul Statelor Unite. Cel mai devreme fusese excavat în 1934, cel mai recent în 1981.

Deși o parte din materialul din situri a fost identificabil, o mare parte a fost foarte fragmentat și nu a păstrat caracteristicile de diagnostic care ar putea permite identificarea zooarheologică a speciilor. , gen sau chiar familie. Unele dintre fragmentele osoase păreau extrem de nepromițătoare – erau albite și deteriorate sau rotunjite cu marginile, ceea ce sugerează că au fost transportate de apă sau de sedimente înainte de îngropare la fața locului.

Descoperirea unei conservări biomoleculare excelente

Ceea ce au găsit i-a surprins. În ciuda vechimii multor colecții, a aspectului nepromițător al multor materiale și a originilor străvechi ale oaselor în sine, acestea au dat rezultate excelente ZooMS. De fapt, un remarcabil 80% din oasele prelevate au produs suficient colagen pentru identificarea ZooMS. 73% au putut fi identificați la nivel de gen.

Taxonii pe care i-au identificat folosind ZooMS au inclus Bison, Mammuthus (genul căruia îi aparțin mamuții), Camelidae (familia cămilelor) și, eventual, Mammut (genul căruia îi aparțin mamuții). mastodontii aparțin). În unele cazuri, ei au putut atribui specimenele doar la grupuri taxonomice largi, deoarece multe animale din America de Nord încă nu au biblioteci de referință ZooMS. Aceste baze de date, care sunt comparativ bine dezvoltate pentru Eurasia, dar nu pentru alte regiuni, sunt esențiale pentru identificarea spectrelor pe care le produce un eșantion atunci când îl rulează pe un spectrometru de masă.

Descoperirile lor au implicații majore pentru colecțiile muzeelor. Materialul la care s-au uitat cercetătorii este, din toate punctele de vedere, vărul sărac al materialului plin de farmec care este expus în muzeele de istorie naturală.

Pentru a privi, aceste oase de animale foarte fragmentare, mici și nediagnosticate sunt lipsite de inspirație și superficial. neinformativ. Dar, ca și alte instrumente biomoleculare, ZooMS dezvăluie informațiile bogate păstrate în specimenele neglijate, care nu au atras atenția nici cercetătorilor, nici vizitatorilor timp de decenii.

Rezultatele evidențiază, de asemenea, potențialul unor astfel de colecții de a aborda dezbaterile în curs despre momentul exact în care , unde și cum a dispărut megafauna. Prin deschiderea spre analiză a materialului osos fragmentat care alcătuiește o mare parte din înregistrarea megafaunală, ZooMS are potențialul de a ajuta la furnizarea de o mulțime de noi date de cercetare pentru a aborda întrebările de lungă durată despre extincțiile megafaunale. ZooMS oferă o modalitate relativ ușoară, rapidă și ieftină de a extrage informații noi din situri excavate demult.

Cercetarea lor subliniază, de asemenea, importanța conservării colecțiilor arheologice. Atunci când cercetătorii și instituțiile nu au nevoie de finanțare, artefactele și oasele arheologice care nu sunt strălucitoare sau care prezintă un beneficiu imediat evident pot fi neglijate sau chiar aruncate. Este esențial ca muzeele să beneficieze de finanțare adecvată pentru îngrijirea și găzduirea vestigiilor arheologice pe termen lung.

Așa cum arată analiza lor, un astfel de material vechi poate găsi o viață nouă în moduri neașteptate - în acest caz, permițându-ne să folosim fragmente de os minuscule pentru a ne ajuta să ne apropiem puțin de rezolvarea misterului de ce unele dintre cele mai mari de pe Pământ. animalele au dispărut vreodată din peisajele Americii de Nord antice.

(Fluierul)