КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 21-77-00029

НазваниеПалеоэкология крупных млекопитающих в позднем плейстоцене Южной Сибири, на основе палеодиетологических и морфологических данных

РуководительМаликов Дмитрий Геннадьевич, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2021 - 06.2023 

Конкурс№60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-106 - Палеонтология

Ключевые словаПалеоэкология мегафауна, Северная Евразия, Алтае-Саяны, поздний плейстоцен, реконструкция палеодиеты, стабильные изотопы, изотоп углерода, изотоп азота

Код ГРНТИ38.31.15


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Алтае-Саянский экорегион считается ближайшим современным аналогом окружающей среды позднего плейстоцена, ввиду чего изучение фаун этого региона представляется особенно актуальным. Целью предлагаемой работы будет выявление динамики ареала основных видов мамонтовой фауны позднего плейстоцена на одном из ключевых участков Южной Сибири – в Минусинской котловине. В сравнении с другими регионами Сибири, история и экология плейстоценовой фауны Минусинской котловины плохо освещены. В ходе реализации проекта будет собран большой фактический материал по ископаемым млекопитающим позднего плейстоцена из различных частей региона. Будут изучено множество местонахождений фауны различного генезиса (аллювиальные, делювиально-пролювиальные и пещерные) и возраста (MIS 5-2), из всех частей Минусинской котловины, это позволит максимально полно и подробно охарактеризовать фауну региона. Возраст фаун будет подтверждён результатами радиоуглеродного датирования, что позволит достоверно интерпретировать выявляемые фаунистические ассоциации. По итогу реализации проекта планируется увеличить количество радиоуглеродных датировок для остатков плейстоценовых млекопитающих региона с 40, до более чем 100. В ходе проекта предполагается охватить датированием и анализом стабильных изотопов d13С и d15N всех основных представителей фауны региона. На основе этих данных будет подготовлена база данных по радиоуглеродным датировкам и соотношению стабильных изотопов в остатках млекопитающих Минусинской котловины на протяжении позднего плейстоцена. Эта база станет основой для последующих реконструкций динамики ареалов видов и для выявления «изотопного фона» фауны региона. Обобщение всего массива полученных в ходе реализации проекта данных позволит рассматривать территорию Минусинской котловины как отправную точку для аналогичных исследований в сопредельных регионах юга Сибири, в том числе и для территории северного Казахстана. Данные которые будут получены в ходе исследования будут соответствовать мировому уровню, поскольку они будут основаны на результатах массовых анализов выполненных с применением современных методик датирования (AMS) и изотопных анализов, подобный подход широко применяется в мировой практике. Полученные в ходе реализации проекта данные будут полезны при фундаментальных исследованиях в области четвертичной геологии и стратиграфии. Данные о динамике ареалов млекопитающих будет возможно использовать при составлении региональных стратиграфических схем, и для датирования археологических объектов каменного века. Данные изотопных анализов будут полезны при палеогегорафических реконструкциях, а так же реконструкции палеоэкологии и палеоэтологии древних человеческих обществ. Таким образом, полученные в ходе реализации проекта данные будут полезны широкому кругу исследователей при археологических исследованиях, в биостратиграфических целях и для проведения региональных палеогеографических реконструкций для позднего плейстоцена Сибири.

Ожидаемые результаты
В ходе реализации проекта будет собран большой фактический материал по ископаемым млекопитающим позднего плейстоцена из различных частей региона. Будут изучено множество как новых так и уже известных местонахождений фауны различного генезиса (аллювиальные, делювиально-пролювиальные и пещерные) и возраста (MIS 5-2), из всех частей Минусинской котловины, это позволит максимально полно и подробно охарактеризовать фауну региона. Возраст фаун будет подтверждён результатами радиоуглеродного датирования, что позволит достоверно интерпретировать выявляемые фаунистические ассоциации. Полученные в ходе реализации проекта данные позволят восстановить палеоэкологию и историю изменения ареалов для наиболее массовых представителей мамонтовой фауны Минусинской котловины (мамонта, шерстистого носорога, бизона, архара, сайгака, пещерных львов и гиен). Впервые для плейстоценовых млекопитающих региона будут получены массовые датирование костных остатков млекопитающих и данные изотопных отношений d13С и d15N для датированных образцов. По итогу реализации проекта планируется увеличить количество радиоуглеродных датировок для остатков плейстоценовых млекопитающих региона с 40, до более чем 100. В ходе проекта предполагается охватить датированием и анализом стабильных изотопов d13С и d15N всех основных представителей фауны региона. На основе этих данных будет подготовлена база данных по радиоуглеродным датировкам и соотношению стабильных изотопов в остатках млекопитающих Минусинской котловины на протяжении позднего плейстоцена. Эта база станет основой для последующих реконструкций динамики ареалов видов и для выявления «изотопного фона» фауны региона. Обобщение всего массива полученных в ходе реализации проекта данных позволит рассматривать территорию Минусинской котловины как отправную точку для аналогичных исследований в сопредельных регионах юга Сибири, в том числе и для территории северного Казахстана. Данные, которые будут получены в ходе исследования, будут соответствовать мировому уровню, поскольку они будут основаны на результатах массовых анализов выполненных с применением современных методик датирования (AMS) и изотопных анализов, подобный подход широко применяется в мировой практике. Полученные в ходе реализации проекта данные будут полезны при фундаментальных исследованиях в области четвертичной геологии и стратиграфии. Данные о вымирании фауны будет возможно использовать при составлении региональных стратиграфических схем, и для датирования археологических объектов каменного века. Данные изотопных анализов будут полезны при палеогегорафических реконструкциях, а так же реконструкции палеоэкологии и палеоэтологии древних человеческих обществ. Таким образом, полученные в ходе реализации проекта данные будут полезны широкому кругу исследователей при археологических исследованиях, в биостратиграфических целях и для проведения региональных палеогеографических реконструкций на границе плейстоцена и голоцена.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Для палеоэкологической характеристики крупных млекопитающих Минусинской котловины был применён комплекс различных методов исследований. Проведены классические палеонтологические исследования остатков ископаемых млекопитающих, их радиоуглеродное датирование и палеодиетические реконструкции по средствам анализа стабильных изотопов углерода и азота. На основе массива данных 14С датирования и соотношению стабильных изотопов δ13С/δ15N в остатках млекопитающих Минусинской котловины удалось охарактеризовать «изотопный фон» фауны региона. Для шерстистых мамонтов, шерстистых носорогов и северных оленей Минусинской котловины показаны отличия в содержании углерода и азота, в отличие от аналогичных видов из других регионов. Возможно, отличия в изотопном составе углерода и азота в остатках млекопитающих обусловлено не отличиями в рационе животных, а несколько иным изотопным фоном региона, обусловленным местной средой. Уточнено распространение шерстистого мамонта Mammuthus primigenius, пещерной гиены Crocuta spelaea и сайгака Saiga tatarica в Минусинской котловине в позднем плейстоцене. Для шерстистого мамонта показано, что наибольшее количество датированных остатков мамонта относится к LGM, что, по всей видимости, указывает на наиболее подходящие условия для обитания вида в регионе. Небольшое количество остатков пост-LGM, возможно, указывает на меньшую численность популяции или не столь частые миграции из соседних регионов. Пока нет ни одной находки мамонта, которая бы уверенно относилась к теплому временному интервалу. Возможно в теплые интервалы позднего плейстоцена условия на юге Сибири были не благоприятны для постоянного обитания вида M. primigenius. Соответственно, это подтверждает представление о мамонте, как о перигляциальной форме, предпочитающей холодный климат. Радиоуглеродное датирование остатков C. spelaea региона показало, что вид был наиболее обилен в первой половине позднего плейстоцена. Вероятно, уже к середине позднего плейстоцена условия в регионе стали мало пригодными для гиен, что привело к их вымиранию. Наиболее вероятно, что это произошло около 40 тыс. лет назад. Изучение климатических условий Минусинской котловины даёт основание предполагать, что основной причиной исчезновения сайгака S. tatarica в регионе являются ландшафтно-климатические изменение за его пределами. Тогда как, климатические условия в Минусинской котловине остались благоприятными для обитания вида. В результате этого, произошла изоляция региона от основного ареала сайгака, а территория котловины оказалась не способна поддерживать популяцию в стабильном состоянии. Показана морфологическая изменчивость позднеплейстоценовых архаров Ovis ammon Минусинской котловины, выразившаяся в более крупных размерах животных холодных интервалов позднего плейстоцена в сравнении с относительно тёплым периодом MIS 3. Вероятно, в более холодных условиях (MIS 2 и MIS 4) животные адаптивно увеличивались в размерах в соответствии с правилом Бергмана. Что касается увеличения рогов, то возможно на них повлиял половой отбор. В более суровом климате турнирные поединки были более ожесточёнными и репродуктивного успеха достигали наиболее крупные особи с самыми массивными рогами. Изучение остатков гиен Минусинской котловины показало их сходство с гиенами Алтая, вместе они составляли единую популяцию Алтае-Саянской горной области. Эти гиены относятся к широко распространённому в позднем плейстоцене Северной Евразии виду C. spelaea. Ареал вида простирался от Западной Европы до юга Восточной Сибири. Вероятно, на территории Забайкалья проходила западная граница распространения вида C. spelaea, который замещался видом C. ultima ussurica на Дальнем Востоке. Проведение ландшафтной реконструкции территории Минусинской котловины для времени максимума последнего оледенения показало высокую мозаичность ландшафтов. Преобладающим типом ландшафтов повсеместно являлись открытые тундростепные обстановки, однако повсеместно присутствовали лесные ландшафты. Отмеченная мозаичность ландшафтов объясняется межгорным положением региона и связанной с ним высотной поясностью. Помимо изучения фауны млекопитающих в ходе реализации проекта получен важный палеогеографический результат. Для территории Минусинской котловины выявлен новый палеогеографический этап в позднем плейстоцене, выразившийся в увеличении увлажнения способствующему усилению склоновом осадконакоплении. Возможно, это связано со временем деградации горных ледников в процессе потепления начавшегося около 21,2-19,2 т.л.н. Выявленный этап делювиально-пролювиального осадконакопления может иметь большое значение для региональной стратиграфии верхнечетвертичных толщ и потенциально станет региональным корреляционным уровнем.

 

Публикации

1. Маликов Д.Г. Краснотуранск – новое местонахождение мамонтовой фауны первой половины позднего плейстоцена в Минусинской котловине Учёные записки Минусинского краеведческого музея имени Н.М. Мартьянова, Учёные записки Минусинского краеведческого музея имени Н.М. Мартьянова / МБУК «Минусинский региональный краеведческий музей им. Н.М. Мартьянова» – Интеллектуальная система Ridero. 2021. Вып. 3. С. 3-25. (год публикации - 2021)

2. Маликов Д.Г., Митченко А.М. Пещера Заповедная – новое местонахождение плейстоцен-голоценовой фауны млекопитающих в Минусинской котловине (Южная Сибирь) Геосферные исследования, №1. С. 87-97 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.17223/25421379/22/6

3. Голованов С.Е., Маликов Д.Г. Реконструкция ландшафтных обстановок во время максимума последнего оледенения на территории Минусинской котловины по фаунистическим данным ПАЛЕОСТРАТ-2022. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН., М.: Палеонтологический ин-т им. А.А. Борисяка РАН, 2022. С. 22-23. (год публикации - 2022)

4. Голованов С.Е., Маликов Д.Г. Климат, как фактор исчезновения популяции сайгака на территории Минусинской котловины Млекопитающие в меняющемся мире: актуальные проблемы териологии (XI Съезд Териологического общества при РАН). Материалы конференции с международным участием., М.: Тов-во научных изданий КМК. 2022. С. 78. (год публикации - 2022)

5. Маликов Д.Г., Пыряев А.Н. Палеоэкология крупных млекопитающих Минусинской котловины в позднем плейстоцене на основе состава изотопов углерода и азота Млекопитающие в меняющемся мире: актуальные проблемы териологии (XI Съезд Териологического общества при РАН). Материалы конференции с международным участием., М.: Тов-во научных изданий КМК. 2022. С. 210 (год публикации - 2022)

6. Маликов Д.Г., Пыряев А.Н. The paleoecology of large mammals of Minusinsk depression in Late Pleistocene by stable isotopes data Proceedings of INQUA SEQS 2021 Conference, Wrocław, Poland, Ratajczak-Skrzatek U., Kovalchuk O., Stefaniak K. (eds.), 2021. Proceedings of INQUA SEQS 2021 Conference, Wrocław, Poland. University of Wrocław & Polish Geological Society. P. 58-59. (год публикации - 2021)


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Изучено два новых местонахождения ископаемой фауны в Кузнецком Алатау и долине р. Абакан. В пещерном местонахождении п. Инейская обнаружена преимущественно лесная фауна, в которой впервые найден носорог Мерка (https://www.sbras.info/articles/nauka-dlya-obschestva/po-sledu-mamonta). Фауна местонахождения Уйтаг на р. Абакан напротив, содержит только степные виды животных. Это хорошо согласуется, как с ранее известными фаунистическими и флористическими данными, так и с проведённой нами палеоландшафтной реконструкцией для Минусинской котловины в периоды MIS3-2. Проведение реконструкций ландшафтов посредством биоклиматического анализа, показало высокое разнообразие ландшафтов с приуроченностью лесных ландшафтов к горным районам Саян и Кузнецкого Алатау. Открытые степные сообщества были распространены в равнинных частях котловины, в долинах р. Енисей и его притоков. Кроме этого, применение данной методики показало, что наиболее аридные условия в регионе были характерны для периода LGM, в предшествующую (pre-LGM) и последующую (post-LGM) стадии, климат в регионе был несколько более влажным. Увлажнение в post-LGM неплохо соотносится с этапом делювиального осадконакопления (21,2-19,2 тыс. л. н.), выявленного нами в отложениях древних логов региона. Изучение морфологии дистальных элементов конечностей Bison priscus также хорошо согласуются с распространением аридных ландшафтов в Минусинской котловине в период MIS2. Для пястных костей бизонов наблюдается незначительное увеличение длины и уменьшение массивности при переходе от MIS3 к MIS2. Возможно, эта реакция является приспособлением бизонов холодных эпох (MIS5-4 и 2) к более открытым местообитаниям и скоростному бегу по сравнению с бизонами, жившими в MIS3. На основании изучения морфологии метоподиальных костей установлено присутствие двух видов лошадей в позднем неоплейстоцене региона: массивной кабаллоидной Equus ferus и грацильной Equus ovodovi. Для обоих видов проведена реконструкция роста. Показано, что E. ferus и E. ovodovi были схожего размера, соответствующего малорослым лошадям, высотой в холке около 140 см. Рост кабаллоидных лошадей варьируется в широких пределах, от мелких до рослых лошадей. Наиболее крупные особи (до 1,5 м в холке) датируются MIS4, самые мелкие особи (до 1,1 м) происходят из местонахождений, относимых к MIS2. Таким образом, для E. ferus намечается тенденция в измельчании на протяжении позднего неоплейстоцена. В отличие от E. ferus рост лошади Оводова не менялся при переходе от MIS3 до MIS2. На основании изучения соотношений стабильных изотопов 13C и 15N показаны отличия в изотопном сигнале мамонтовой фауны Минусинской котловины от млекопитающих других регионов Сибири. В общем виде для млекопитающих региона наблюдается повышенные значения δ13C связаные со снижением δ15N, в сравнении с животными северных регионов. Схожие показатели наблюдаются и для других районов Южной Сибири. Один из возможных механизмов, способных объяснить наблюдаемые особенности - это региональная геохимия, связанная с развитием минеральных озёр и засоленных почв в регионе. Возможно, что обогащение δ13C костного коллагена ископаемых млекопитающих в районах распространения соленых озёр на юге Сибири обусловлено высокой долей галофитной растительности в рационе животных. Сделаны уточнения к ранее проведенным зоогеографическим построениям. Для позднего неоплейстоцена Минусинской котловины подтверждено обитание верблюда Camelus bactrianus. Уточнён позднеплейстоценовый ареал носорога Мерка Stephanorhinus kirchbergensis на юге Сибири. Подтверждён факт обитания и его позднего вымирания в регионе. Новая находка из Минусинской котловины совместно с ранее известной находкой из долины р. Чумыш. Вместе эти находки позволяют обосновать позднеплейстоценовый рефугиум для вида S. kirchbergensis в пределах Алтае-Саянской горной области.

 

Публикации

1. Маликов Д.Г. Большерогий олень Megaloceros giganteus Blumenbach, 1799 - редкий, но обычный вид мамонтовой фауны Минусинской котловины Учёные записки Минусинского краеведческого музея имени Н.М. Мартьянова, Вып. 5. С. 81-100. (год публикации - 2023)

2. Маликов Д.Г., Святко С.В. Пыряев А.Н. Paleoecology of the mammoth fauna of Southern Siberia in Last Glacial period based on stable isotope data Quaternary International, Vol. 674–675, P. 49-61 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.08.004

3. Маликов Д.Г., Святко С.В., Пыряев А.Н., Колобова К.А., Овчинников И.Ю., Маликова Е.Л. Новые данные по распространению и изотопная характеристика остатков мамонта Mammuthus primigenius (Proboscidea, Elephantidae) в позднем плейстоцене Минусинской котловины -, - (год публикации - )

4. Маликов Д.Г., Вольвах А.О., Вольвах Н.Е., Савельева П.Ю., Овчинников И.Ю., Маликова Е.Л. Черноусов лог – новое местонахождение ископаемых млекопитающих в Минусинской котловине (Геологическое строение и условия формирования) Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири, №1, С. 12-20. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.20403/2078-0575-2023-1-12-20

5. Маликов Д.Г., Святко С.В., Пыряевa А.Н., Колобова К.А., Овчинников И.Ю., Маликова Е.Л. Новые данные по распространению и изотопная характеристика остатков мамонта Mammuthus primigenius (Proboscidea, Elephantidae) в позднем плейстоцене Минусинской котловины Зоологический журнал, - (год публикации - 2023)

6. Бондарев А.А., Клементьев А.М., Сорокин А.Д., Маликов Д.Г. Плейстоценовые антилопы Южной Сибири Зоологические исследования в Казахстане в XXI веке: итоги, проблемы и перспективы. Сборник статей международной научной конференции, посвященной 90-летию Института зоологии Республики Казахстан., С. 888-893. (год публикации - 2023)

7. Маликов Д.Г. Морфологические реакции горного барана Ovis ammon на изменения климата в позднем неоплейстоцене Геодинамика и минерагения Северной Евразии: материалы VI Международной научной конференции, посвященной 50-летию Геологического института им. Н. Л. Добрецова СО РАН., С. 345-347. (год публикации - 2023)

8. Маликов Д.Г. Новые находки остатков носорога Мерка Stephanorhinus kirchbergensis на юге Сибири Био- и геособытия в истории Земли. Этапность эволюции и стратиграфическая корреляция. Материалы LXIX сессии Палеонтологического общества при РАН., С. 226-228. (год публикации - 2023)

9. - По следу мамонта Наука в Сибири, Наука в Сибири. Газета Сибирского отделения Российской академии наук. 25 августа 2022 года. № 33 (3344). С. 4-5. (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Полученные результаты могут найти практическое применение в четвертичной геологии при проведении геологического картирования южных районов Сибири. Так выявленный этап делювиального осадконакопления может стать важным стратиграфическим реперов в регионе. Тем самым обнаружение аналогичных отложений при геологическом картировании может помочь в установлении возраста отложений, тем самым экономя время и деньги геологосъёмочных партий. Также полученные результаты могут найти практическое применение в геологии для актуализации региональной стратиграфической шкалы Алтае-Саянского региона. Кроме того, полученная информация по истории динамики ареалов может быть полезна археологам при изучении палеолитических объектов на юге Сибири. Также наши результаты могут быть включены в курсы геолого-географических и экологических дисциплин в вузах.