Hedebølge udryddede istidens gigant

Ny dna-teknik frikender endegyldigt os mennesker for at have jaget mammutten i døden. Istidens uldne kæmpe bukkede i stedet under for klimaforandringer, der fjernede mammuttens eksistensgrundlag.

Ny dna-teknik frikender endegyldigt os mennesker for at have jaget mammutten i døden. Istidens uldne kæmpe bukkede i stedet under for klimaforandringer, der fjernede mammuttens eksistensgrundlag.

Shutterstock

Sne og slud vælter ned over den udmagrede mammut, som kæmper for sit liv. Efter lang tids forgæves jagt på føde er den uldhårede gigant overladt til den visse død i omgivelser, der på kort tid har ændret sig radikalt.

Det, der før var en frysende, tør steppe med et lettilgængeligt tag selv-bord af græsser og urter, er nu forvandlet til et sumpet snelandskab.

Katastrofen lurer lige om hjørnet: Mens den hungrende mammut afventer sin uundgåelige skæbne, er dens flok i desperation draget videre for at finde føde, men snart må artsfællerne ligeledes give fortabt.

Mammutternes dage er talte, istidskæmpernes førhen så mangfoldige landskab er totalt forandret pga. et varmere klima, der har ændret økosystemet og gjort Arktis til en skygge af sig selv.

Væk er de proteinrige planter, som mammutterne plejede at mæske sig i, tilbage er nu blot træer og buske.

Mennesket jagtede mammutterne, men ikke på et niveau, der førte til udryddelse. Eske Willerslev, professor

Den frysende, tørre steppe myldrede engang med liv, men klimaforandringer førte til massedød.

© Shutterstock

Forskerne har længe været uenige om, hvorvidt det var os mennesker, der var skyld i, at mammutten og istidens andre store pattedyr forsvandt – eller om klimaforandringer var skurken, men nu frikender en international undersøgelse endegyldigt mennesket.

Alt tyder nu på, at stigende temperaturer og et sjaskvådt landskab blev mammuttens endeligt.

Bag undersøgelsen, som er baseret på dna-analyser, står et forskerhold med den danske professor Eske Willerslev i spidsen.

Mammutten var istidens konge

Takket være sin tætte og tykke pels var den op til seks tons tunge uldhårede mammut perfekt tilpasset til den knugende kulde, som kendetegnede istidens Arktis. Ørerne var små, og halen kort, hvilket minimerede risikoen for tab af kropsvarme og potentielt dødbringende forfrysninger.

Med sine spidse stødtænder kunne mammutten slås og forsvare sig mod rovdyr. De svungne stødtænder fungerede også som en slags sneskraber, når dyret søgte efter græs og andre småplanter på den arktiske steppe.

Her levede kæmpen i tusindvis af år side om side med uldhårede næsehorn, steppebisoner, rensdyr, ulve, løver, hyæner og talrige andre arter, men for ca. 45.000 år siden fik dyrene pludselig selskab af en ny art: Homo sapiens.

Forskerne har taget prøver 74 forskellige steder i Arktis. Prøverne spænder over 50.000 år.

© Shutterstock

Fund af både skarpe redskaber af sten og knogler og rester af byttedyr sladrer om, at mennesker overlevede i polarcirklen ved at jage flittigt, men mennesket var langtfra den største trussel mod mammutterne.

Efter at istiden havde været på sit højeste for mellem 26.000 og 19.000 år siden, satte en global opvarmning ind. Stigende temperaturer kan medføre drastiske omvæltninger overalt på kloden, men ved polerne rammer de ekstra hårdt. Når isen smelter, accelererer opvarmningen, eftersom den nøgne jord optager mere varme.

Derfor kan global opvarmning relativt hurtigt forårsage markante forandringer i polarcirklens økosystemer. Den tendens ser vi også i dag, hvor stigende temperaturer har fjernet ca. 13 procent af isdækket i Det Arktiske Hav hvert årti siden 1980'erne.

Lynopvarmningen, der førte til istidens afslutning for ca. 11.000 år siden, påvirkede de arktiske økosystemer markant, men forskernes viden om, præcis hvilken effekt klimaforandringerne havde på de store pattedyr, har indtil nu mildest talt været hullet.

Dna sladrer om livet i Arktis

For forskere, som beskæftiger sig med fortiden, er Arktis et slaraffenland. Mens organisk materiale, fx dna, hurtigt nedbrydes i troperne, er den arktiske kummefryser fænomenal til at bevare sporene for eftertiden.

Forskere har fx opdaget ekstremt velbevarede rester af mammutter, som har været nedfrosset i tusindvis af år. I Sibirien fandt jægere således i 2010 en 39.000 år gammel unge med både hud, pels og en stort set intakt hjerne. Mammutten, som har fået navnet Yuka, døde som ca. otteårig.

I 2010 fandt forskere en næsten intakt, 39.000 år gammel mammut i den sibiriske permafrost. Mammutten med kælenavnet Yuka døde som ca. otteårig.

© Aaron Tam/AFP/Ritzau Scanpix

Hidtil har forskerne været afhængige af fossiler for at skaffe sig indsigt i mammuttens historie, men takket være en banebrydende metode kaldet environmental dna (miljø-dna eller blot eDNA) har professor Eske Willerslev og hans forskerhold nu haft mulighed for at følge livets udvikling i Arktis gennem 50.000 år ud fra blot mikroskopiske mængder dna, der har ligget gemt i jorden.

Dna’et stammer fra både dyr og planter.

© Shutterstock & Ken Ikeda Madsen

Forskere hiver ældgammelt dna ud af isen

Prøver med dna fra fx jorden eller isen giver forskerne et detaljeret overblik over de dyr og planter, der har eksisteret i Arktis gennem de seneste 50.000 år.

© Shutterstock

1. Forskere tager prøver

Forskerne har indsamlet 535 jordprøver fra i alt 74 forskellige steder i Arktis. Prøverne fra den permafrosne jord indeholder dna fra både dyr og planter – dna’et ligger løst i jordprøverne.

© Shutterstock

2. Isen gemmer på arvemateriale

I laboratoriet udvinder forskerne dna’et fra prøverne. Mængden af dna mangedobles vha. den såkaldte PCR-teknik. Med mere dna til rådighed kan forskerne begynde at sekvensere og kortlægge dna’et.

© Shutterstock

3. Dyr og planter identificeres

Forskerne gemmer dna-sekvenserne i en database og sammenholder den med en referencedatabase, der indeholder genomer fra kendte planter og dyr. På den måde kan forskerne se, hvilke arter dna’et stammer fra.

I den nye forskningsundersøgelse har dna-jægerne indsamlet 535 sedimentprøver fra dyr og planter 74 forskellige steder i Nordatlanten, Nordamerika og i det nordlige Sibirien. Efter at have udvundet dna fra prøverne sammenlignede forskerne dna’et med velkendte genomer i en referencedatabase.

Formålet var at opklare, præcis hvilken slags dyr og planter der i sin tid havde eksisteret på de enkelte steder og hvornår. Modellen tog desuden højde for klimaets udvikling i hele den 50.000 år lange periode.

Analyserne afslørede en klar sammenhæng mellem plantesammensætningen og mammutterne og de andre store pattedyrs tilholdssteder i Arktis.

I takt med at isen smeltede pga. temperaturstigningerne, blev store dele af tundraen forvandlet til et sjaskvådt snelandskab – en skarp kontrast til den kolde og tørre steppe, som mammutterne var vant til.

© Mauricio Anton/SPL

I prøverne, som blev indsamlet rundtom i polarcirklen, fandt forskerne store mængder dna fra bl.a. uldhårede mammutter, uldhårede næsehorn, steppebisoner, rensdyr og heste. Ikke overraskende afslørede analyserne, at de store planteædere opholdt sig de samme steder på samme tid, hvilket indikerer, at områderne var rige på føde og derfor tiltrak dyrene.

En af begrænsningerne ved eDNA-metoden er imidlertid, at forskerne ikke sikkert kan identificere alle arter. Ud af de enorme mængder genetisk materiale, der var til stede i de mange prøver, var noget af dna’et umuligt at sætte ejermand på.

For at forskerne skal kunne identificere dna’ets oprindelse, kræver det, at nært beslægtede genomer findes i referencedatabasen. Forskerne fandt fx dna fra kamel- og Pantheraslægten – sandsynligvis stammer dna’et fra arktiske kameler og steppeløver. Men pga. manglende genomer i databasen kunne forskerne ikke bekræfte arterne med sikkerhed.

Voldsom nedbør stoppede festen

Selvom den nye undersøgelse afslører, at istidens Arktis vrimlede med liv, kender forskerne stadig ikke det præcise omfang af arter. Alt tyder dog på, at diversiteten var ekstremt høj.

I store dele af istiden var den arktiske steppe en stabil fødekilde for planteæderne – overalt myldrede det med urter, blomster, græsser og buske. Og da istiden var på sit højeste og koldeste, stortrivedes dyrene takket være overfloden af forskelligartet vegetation.

Men globale klimaforandringer udløste en markant ændring af vegetationen på tundraen og fjernede mammutternes eksistensgrundlag – dog visse steder langt senere end hidtil antaget.

Indtil for blot 3900 år siden holdt kæmperne overraskende stand i det centrale og nordvestlige Sibirien, hvor istidsvegetationen varede ved. Vurderingen har ellers lydt, at elefantens langhårede fætter forsvandt fra fastlandet for ca. 10.000 år siden.

Temperaturstigningerne forvandlede tundraen til et sjaskvådt snelandskab – en skarp kontrast til den kolde og tørre steppe, som dyrene havde tilpasset sig.

Vegetationen ændrede nu karakter, hvilket fik voldsomme konsekvenser for dyrene, der blev tvunget til at søge nye græsgange.

Dna-prøver løftet sløret for klimaforandringernes voldsomme konsekvenser i polarcirklen. Ved istidens slutning var vegetationen ændret markant, og mammutten havde mistet sit fødegrundlag.

© Shutterstock

Istiden når sit højdepunkt

For 26.000 til 19.000 år siden: Dna-prøver sladrer om en rig mangfoldighed af dyr og planter på den frysende, tørre græssteppe. Mammutterne lever side om side med heste, steppebisoner, uldhårede næsehorn, ulve, rensdyr og gnavere.

© Mauricio Anton/SPL

Nedsmeltning forvandler Arktis

For 11.000 år siden: Istiden lakker mod enden, i takt med at de globale temperaturer stiger. Opvarmningen fører til voldsom nedbør, der fuldstændigt forandrer vegetationen. Græsser og urter bliver afløst af træer og buske.

© Shutterstock

De sidste mammutter bukker under

For 3900 år siden: Mammutterne overlever længst i det centrale og nordvestlige Sibirien, hvor istidsvegetationen hidtil har bestået, men også her indtræffer der nu forandringer, og mammutterne kan ikke længere finde føde.

Et af de tydeligste mønstre, som forskerne observerede, var, at områder domineret af vandplanter og særlige græsarter, som trives i vådområder, var hjemsted for langt færre pattedyr. Den sammenhæng er en klar indikation på, at de våde miljøer forringede dyrenes livsbetingelser.

I modellerne sporede forskerne intet tegn på, at menneskets tilstedeværelse havde haft betydning for udbredelsen af mammutter og andre store pattedyr. Det eneste dyr, som hyppigt befandt sig i samme områder på samme tid som mennesket, var haren.

Af samme grund finder forskerne det usandsynligt, at jagt skulle have udløst mammutternes undergang.

Isbjørnen er hårdt ramt

Selvom det er flere tusind år siden, at klimaforandringerne gjorde det af med istidens spektakulære dyr, er historien nu ved at gentage sig.

Den globale opvarmning truer tilværelsen mange steder. I de seneste år er adskillige arter blevet ramt af en kraftig tilbagegang, og ikoniske dyr som elefanten, tigeren og isbjørnen har nu alle fundet plads på rødlisten over truede arter.

Præcis som det var tilfældet i istiden, rammer opvarmningen ekstra hårdt i Arktis. I takt med at Indlandsisen smelter, og havisen forsvinder, smuldrer fx isbjørnens leve- og jagtområder.

Isbjørnen er langtfra den eneste art i fare, men landjordens største rovdyr er præcis ligesom fortidens arktiske kæmper særlig udsat: Afsmeltningen af is accelererer opvarmningen i området, og polarcirklens økosystemer vil formentlig være blandt de første til at bukke under for de stigende temperaturer.

Dermed risikerer isbjørnen at følge i samme skæbnesvangre spor som den uldhårede mammut.