Około 100 000 lat temu pierwsi współcześni ludzie masowo wyemigrowali z Afryki. Wybitnie adaptowali się do nowych siedlisk i osiedlali się w praktycznie każdym typie krajobrazu – od pustyń, przez dżungle, po lodową tajgę na dalekiej północy.

Częścią sukcesu była zdolność człowieka do polowania na duże zwierzęta. Dzięki sprytnym technikom łowieckim i specjalnie skonstruowanej broni udoskonalili sztukę zabijania nawet najniebezpieczniejszych ssaków.

Niestety, wielki sukces naszych przodków odbył się kosztem innych dużych ssaków.

Powszechnie wiadomo, że wiele dużych gatunków wymarło w czasie światowej kolonizacji przez współczesnego człowieka. Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Aarhus pokazują, że liczba dużych ssaków, które przeżyły, również doświadczyła dramatycznego spadku liczebności.

Badając DNA 139 żyjących gatunków dużych ssaków, naukowcy byli w stanie wykazać, że liczebność prawie wszystkich gatunków dramatycznie spadła około 50 000 lat temu.

Tak twierdzi Jens-Christian Svenning, profesor i dyrektor Centrum Dynamiki Ekologicznej w Nowej Biosferze (ECONOVO) Duńskiej Narodowej Fundacji Badawczej na Uniwersytecie w Aarhus oraz inicjator badania.

„Badaliśmy ewolucję populacji dużych ssaków na przestrzeni ostatnich 750 000 lat. Przez pierwsze 700 000 lat populacje były dość stabilne, ale 50 000 lat temu krzywa się załamała i populacje dramatycznie spadły i nigdy się nie odrodziły” – mówi i kontynuuje :

„Przez ostatnie 800 000 lat na kuli ziemskiej występowały wahania między epokami lodowcowymi a okresami międzylodowcowymi mniej więcej co 100 000 lat. Jeśli przyczyną był klimat, powinniśmy zaobserwować większe wahania, gdy klimat zmienił się przed 50 000 lat temu. Ale tak nie jest. Ludzie są zatem najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem.”

DNA zawiera długoterminową historię gatunku

W ciągu ostatnich 20 lat nastąpiła rewolucja w sekwencjonowaniu DNA. Mapowanie całych genomów stało się łatwe i niedrogie, w wyniku czego zmapowano DNA wielu gatunków.

Zmapowane genomy gatunków na całym świecie są swobodnie dostępne w Internecie – i to właśnie te dane wykorzystała grupa badawcza z Uniwersytetu w Aarhus, wyjaśnia adiunkt Juraj Bergman, główny badacz stojący za nowym badaniem.

„Zebraliśmy dane od 139 dużych żyjących ssaków i przeanalizowaliśmy ogromną ilość danych. Dla każdego gatunku istnieje około 3 miliardów punktów danych, więc zajęło to dużo czasu i wymagało dużej mocy obliczeniowej” – mówi i kontynuuje:

„DNA zawiera wiele informacji o przeszłości. Większość ludzi zna drzewo życia, które pokazuje, gdzie rozwinęły się różne gatunki i jakich mają wspólnych przodków. To samo zrobiliśmy z mutacjami w DNA. Grupując mutacje i budując drzewo genealogiczne, możemy oszacować wielkość populacji danego gatunku w czasie.

Im większa populacja zwierzęcia, tym więcej mutacji wystąpi. To naprawdę kwestia prostej matematyki. Weźmy na przykład słonie. Za każdym razem, gdy słoń zostaje poczęty, istnieje szansa, że ​​zajdzie szereg mutacji, które przekażą kolejne pokolenia. Więcej urodzeń oznacza więcej mutacji.

Patrząc na neutralne części DNA

Jednak wielkość populacji słoni nie jest jedyną rzeczą wpływającą na liczbę mutacji.

Jeśli obszar, na którym żyją słonie, nagle wyschnie, zwierzęta znajdują się pod presją – a to wpływa na skład mutacji. To samo dotyczy sytuacji, gdy dwie izolowane grupy słoni nagle spotykają się i mieszają geny.

Jeśli nie tylko wielkość populacji wpływa na liczbę występujących mutacji, można by pomyśleć, że wyniki są raczej niepewne. Ale tak nie jest – wyjaśnia Juraj Bergman.

„Tylko 10 procent genomów ssaków składa się z aktywnych genów. Duża presja selekcyjna ze strony środowiska lub migracji doprowadzi przede wszystkim do mutacji w genach. Z drugiej strony pozostałe 90 procent jest bardziej neutralne” – mówi i kontynuuje :

„Dlatego zbadaliśmy mutacje w tych częściach genomu, które są najmniej podatne na działanie środowiska. Części te przede wszystkim wskazują na wielkość populacji w czasie”.

Mamut włochaty jest przypadkiem nietypowym

Duża część debaty na temat przyczyn wyginięcia lub upadku dużych zwierząt skupiała się wokół mamuta włochatego. Jest to jednak zły przykład, ponieważ większość gatunków megafauny, które tam przybyły, była związana z klimatem umiarkowanym lub tropikalnym, jak wyjaśnia Jens-Christian Svenning.

„Klasyczne argumenty za klimatem jako modelem wyjaśniającym opierają się na fakcie, że mamut włochaty i szereg innych gatunków związanych z tzw. „stepem mamutowym” zniknęły wraz z stopnieniem się lodu i zniknięciem typu siedliska” – mówi. i kontynuuje:

„Jest to w zasadzie niezadowalający model wyjaśniający, ponieważ zdecydowana większość wymarłych gatunków megafauny tamtego okresu w ogóle nie żyła na mamutowych stepach. Żyły w ciepłych regionach, takich jak lasy umiarkowane i tropikalne czy sawanny. W naszym badaniu wykazujemy również gwałtowny spadek w tym okresie populacji wielu gatunków megafauny, które przetrwały i pochodzą z najróżniejszych regionów i siedlisk”.

Prawdopodobnie nie postawiono jeszcze ostatniego kropki w debacie, ale Jens-Christian Svenning nie widzi, w jaki sposób argumenty na rzecz klimatu jako wyjaśnienia mogą być kontynuowane.

„Wydaje się nie do pomyślenia, aby można było opracować model klimatyczny wyjaśniający, w jaki sposób na wszystkich kontynentach i w grupach dużych zwierząt miało miejsce wymieranie i ciągły spadek od około 50 000 lat temu. I dlaczego ta selektywna utrata megafauny jest wyjątkowa przez ostatnie 66 milionów lat, pomimo ogromnych zmian klimatycznych

Biorąc pod uwagę bogate dane, którymi obecnie dysponujemy, trudno również zaprzeczyć, że dzieje się tak dlatego, że ludzie rozprzestrzenili się po całym świecie z Afryki, a następnie powiększyli swoją populację”.