Химический анализ бивней мастодонта выявил первое свидетельство ежегодной миграции вымершего животного

Около 13 200 лет назад бродячий мастодонт-самец погиб в кровавой брачной битве с конкурентом на территории современной северо-восточной Индианы, примерно в 100 милях от его родной земли, согласно первому исследованию, задокументировавшему ежегодную миграцию отдельного животного из вымершего вида. разновидность.

8-тонный взрослый, известный как мастодонт Бюшинг, был убит, когда противник проткнул ему правую сторону черепа кончиком бивня. Исследователи обнаружили смертельную рану, когда останки животного были обнаружены на торфяной ферме недалеко от Форт-Уэйна. . В 1998 году.

Северо-восточная Индиана, вероятно, является излюбленным местом летнего спаривания для этого одинокого бездельника, который совершал поездки ежегодно в течение последних трех лет своей жизни, отправляясь на север из своего дома в холодное время года, согласно статье, которая будет опубликована в Интернете 13 июня в Труды Национальной академии наук.

Исследование также показывает, что бык Бюшинг, возможно, провел время, исследуя центральный и южный Мичиган, что кажется подходящим для существа с полноразмерным скелетом из стекловолокна, выставленным в Музее естественной истории Мичиганского университета в Анн-Арборе.

Составной скелет мастодонта Бюшинга, основанный на слепках отдельных костей, изготовленных из стекловолокна, выставлен на всеобщее обозрение в Музее естественной истории Мичиганского университета в Анн-Арборе. Mastodon Buesching — это почти полный скелет взрослого самца, обнаруженный в 1998 году на торфяной ферме недалеко от Форт-Уэйна, штат Индиана. В новом исследовании под руководством Джошуа Миллера из Университета Цинциннати и Дэниела Фишера из Мичиганского университета использовались изотопы кислорода и стронция из правого клыка мастодонта, чтобы реконструировать изменяющиеся модели использования ландшафта в течение его жизни. Изображение предоставлено: Эрик Бронсон, Michigan Photography.

«Уникальный результат этого исследования заключается в том, что мы впервые смогли задокументировать ежегодную дикую миграцию особи вымершего вида», — сказал палеонтолог из Университета Цинциннати Джошуа Миллер, первый автор исследования.

«Используя новые методы моделирования и мощный геохимический инструментарий, мы смогли показать, что самцы размером с Бюшинг каждый год мигрируют к местам спаривания».

Палеонтолог Мичиганского университета и соруководитель исследования Дэниел Фишер принимал участие в раскопках Бюшингского мастодонта 24 года назад.  Позже он с помощью ленточной пилы вырезал тонкую продольную пластину из центра правого клыка в форме банана длиной 9 футов.  Эта плита использовалась в новых изотопных анализах и истории жизни, что позволило ученым реконструировать изменяющиеся модели использования ландшафта в течение двух основных периодов: подросткового возраста и более поздних лет взрослой жизни.  По словам исследователей, мастодонт Бюшинг погиб в битве за своих товарищей в возрасте 34 лет.  Изображение предоставлено Дэниелом Фишером
Палеонтолог Мичиганского университета и соруководитель исследования Дэниел Фишер принимал участие в раскопках Бюшингского мастодонта 24 года назад. Позже он с помощью ленточной пилы вырезал тонкую продольную пластину из центра правого клыка в форме банана длиной 9 футов. Эта плита использовалась в новых изотопных анализах и истории жизни, что позволило ученым реконструировать изменяющиеся модели использования ландшафта в течение двух основных периодов: подросткового возраста и более поздних лет взрослой жизни. По словам исследователей, мастодонт Бюшинг погиб в битве за своих товарищей в возрасте 34 лет. Изображение предоставлено Дэниелом Фишером

Палеонтолог Университета Массачусетса и соруководитель исследования Дэниел Фишер принимал участие в раскопках мастодонта Бюшинга 24 года назад. Позже он использовал ленточнопильную пилу, чтобы вырезать тонкую продольную пластину из центра правого клыка длиной 9,5 футов в форме банана, более длинного и более сохранившегося, чем левый.

Эта плита использовалась в новых изотопных анализах и истории жизни, что позволило ученым реконструировать изменяющиеся модели использования ландшафта в течение двух основных периодов: подросткового возраста и более поздних лет взрослой жизни. По словам исследователей, мастодонт Бюшинг погиб в битве за своих товарищей в возрасте 34 лет.

«В этом бивне у вас впереди целая жизнь», — сказал Фишер, изучавший мамонтов и мастодонтов более 40 лет и помогший раскопать десятки вымерших родственников слонов.

Фишер, профессор наук о Земле и окружающей среде, профессор экологии и эволюционной биологии и куратор Музея палеонтологии UM.

Анализ группы показал, что первоначальный ареал сокола Бюшинга, вероятно, находился в центральной части Индианы. Как и современные слоны, молодой самец оставался недалеко от дома, пока он не был отделен от стада, возглавляемого самкой, когда он был подростком.

По словам исследователей, будучи одиноким взрослым, Бюшинг путешествовал дальше и чаще, часто преодолевая примерно 20 миль в месяц. Кроме того, его использование ландшафта менялось в зависимости от сезона, включая массовое расширение на север в летний регион, который включает части северо-востока Индианы – предполагаемые нерестилища.

Buesching Mastodons в Музее естественной истории UM.  Изображение предоставлено: Джереми Марпл, Michigan News.
Buesching Mastodons в Музее естественной истории UM. Изображение предоставлено: Джереми Марпл, Michigan News.

“Каждый раз, когда наступало теплое время года, мастодонты Бюшинга неоднократно отправлялись в одно и то же место – бам, бам, бам. Миллер, который использовал аналогичные изотопные методы для изучения миграции карибу на Аляске и в Канаде, сказал, что четкость этого сигнала была неожиданно и захватывающе. по-настоящему».

В условиях сурового плейстоценового климата миграция и другие формы сезонного использования ландшафта, вероятно, имеют решающее значение для репродуктивного успеха млекопитающих и других крупных млекопитающих. Тем не менее, согласно новому исследованию, мало что известно о том, как их географические ареалы колеблются и перемещаются в зависимости от сезона или изменения с половой зрелостью.

Но методы анализа соотношения различных форм или изотопов элементов стронция и кислорода в организме древних собак помогают ученым раскрыть некоторые из этих тайн.

Мастодонты, мамонты и современные слоны, которые являются частью группы крупных млекопитающих с гибким хоботом, называемым хоботком, имеют продолговатые верхние резцы, выступающие из черепа в виде бивней. Каждый год жизни животного на уже существующие откладываются новые слои роста, выложенные чередующимися светлыми и темными полосами.

Слои годового прироста бивней чем-то похожи на годичные кольца дерева, за исключением того, что каждый новый слой бивня образуется ближе к центру, тогда как у деревьев новый рост происходит в слое клеток рядом с корой. Слои роста собаки напоминают перевернутую стопку рожков мороженого, где время смерти записано у основания, а время рождения – на кончике.

Мастодонты были травоядными, которые питались деревьями и кустарниками. По мере того, как они росли, химические элементы в их пище и питьевой воде включались в ткани их тела, в том числе в их изящно заостренные и постоянно растущие клыки.

В недавно опубликованном исследовании изотопы стронция и кислорода в слоях роста клыков позволили исследователям реконструировать путешествия Бюшинга в подростковом возрасте и в активном репродуктивном возрасте. Из подросткового возраста (во время и после выхода из материнского стада) отобрано 36 проб, а из последних лет жизни животного – 30 проб.

Небольшой дрелью под микроскопом вытачивали полмиллиметра от края отдельных слоев роста, каждый из которых охватывал период от одного до двух месяцев в жизни животного. Порошок, полученный во время этого процесса измельчения, собирали и подвергали химическому анализу.

Палеонтолог из Мичиганского университета Дэниел Фишер держит два куска хорошо сохранившихся бивней мастодонта (не мастодонта Бюшинга).  В его правой руке образец, отражающий последние шесть лет жизни самца мастодонта из центрального нижнего Мичигана.  Поперечное сечение кончика бивня в левой руке Фишера показывает первые годы жизни мастодонта, найденного на юго-западе Мичигана.  Изображение предоставлено: Джереми Марпл, Michigan News.
Палеонтолог из Мичиганского университета Дэниел Фишер держит два куска хорошо сохранившихся бивней мастодонта (не мастодонта Бюшинга). В его правой руке образец, отражающий последние шесть лет жизни самца мастодонта из центрального нижнего Мичигана. Поперечное сечение кончика бивня в левой руке Фишера показывает первые годы жизни мастодонта, найденного на юго-западе Мичигана. Изображение предоставлено: Джереми Марпл, Michigan News.

Соотношения изотопов стронция в бивнях предоставили географические отпечатки пальцев, соответствующие конкретным местам на картах, показывающие, как стронций меняется в зависимости от ландшафта. Значения изотопов кислорода, которые показывают четкие сезонные колебания, помогли исследователям определить время года, когда сформировался тот или иной слой собак.

Поскольку образцы изотопов стронция и кислорода были собраны из одних и тех же узких слоев роста, исследователи смогли прийти к определенным выводам о том, куда путешествовал Бюшинг в разное время года и в каком возрасте он совершал каждую поездку.

Затем изотопные данные клыков были введены в пространственно четкую модель движения, разработанную Миллером и его коллегами. Модель позволила команде оценить расстояние, на которое переместилось животное, и возможность перемещения между участками-кандидатами — то, что отсутствовало в предыдущих исследованиях перемещений вымерших животных.

«Область геохимии изотопов стронция — это реальный и перспективный инструмент для палеонтологии, археологии, исторической экологии и даже судебной биологии, — сказал Миллер, — но на самом деле мы лишь слегка коснулись того, что эта информация может нам рассказать».

Фишер и Миллер сказали, что следующим шагом в их исследовательском проекте мастодонта будет анализ клыков другого человека, будь то мужчина или женщина.

Другими авторами исследования PNAS являются Брук Кроули и Бледар Кономи из Университета Цинциннати, Росс Секорд из Государственного музея Небраски и Университета Небраски-Линкольн.

Авторы благодарят Кента и Джин Буйчинг за пожертвование Buying Stone для научных исследований, а также Государственный музей Индианы за доступ к образцу. Финансовую поддержку оказали Мичиганский университет, Исследовательский отдел Университета Цинциннати, Фонд Минихаха и Национальный научный фонд (EAR-9628063).

Leave a Comment