Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект “Особенности адаптаций и существования крупных млекопитающих мамонтовой фауны Якутии в условиях позднего плейстоцена (морфофункциональные адаптации, характер питания, среда обитания, временная и пространственная динамика экологии)” посвящен всестороннему изучению представителей мамонтовой фауны Якутии. (1) В рамках изучения морфологических адаптаций и палеоэкологии представителей мамонтовой фауны Якутии нам удалось найти ответ на вопрос, который уже в течение многих десятилетий беспокоил исследователей и любителей палеонтологии: почему палеолитические художники изображали шерстистых носорогов с горбом в области шеи и холки? Ранее описанные находки мумий этих носорогов противоречили существованию этой анатомической особенности. Однако в 2020 году на берегу р. Тирехтях (Якутия) была обнаружена новая мумия C. antiquitatis, получившая название Абыйского носорога. Найденная туша принадлежала подростку возрастом 4-4,5 года, пролежавшему в мерзлоте более 32 тысяч лет. В области шеи и холки носорога был обнаружен крупный горб. Расположение горба у шерстистого носорога соответствует таковому у единственного из современных носорогов, имеющих горб – африканскому белому носорогу. Он занимает пространство между затылком и вершинами лопаток. Однако, в отличие от своего современника, основной объем горба сформирован не гипертрофированной выйной связкой и дорсальными мышцами шеи, а жировой тканью. Размеры жировых отложений достигают около 40 см в длину, 13 см в высоту и 14 см в ширину. Интересно отметить, что, помимо шерстистого носорога, жировой горб был ранее обнаружен и у другого крупнейшего представителя мамонтовой фауны – шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius). Как и в случае с носорогами, у современных слонов не бывает жирового горба, как и других крупных жировых отложений, приуроченных к какой-то конкретной части тела. В чем же была функциональная нагрузка этих структур у крупнейших представителей фауны ледникового периода? Гистологический анализ жировых отложений у мамонтенка Любы (возрастом около одного месяца) показал, что для нее были характерны отложения в горбу бурой жировой ткани. Бурый жир содержит огромное количество митохондрий, что позволяет ему реализовывать его ключевую функцию – термогенез (производство тепла). Однако, наши данные для подростка шерстистого носорога показывают, что его горб был, вероятно, заполнен белой жировой тканью. Это может указывать как на различия в функциональном значение горбов у мамонтов и носорогов, так и на перерождение жировой ткани из бурой в белую с возрастом. Этот феномен хорошо известен для современных млекопитающих, но совершенно не изучен для представителей мамонтовой фауны и требует дальнейшего изучения. (2) В рамках изучения биомеханики у слонов, мамонтов и других крупных растительноядных млекопитающих было проведено масштабное сравнительное исследование пропорций тела этих животных. Сравнение современных непарнокопытных (лошадей, носорогов, тапиров) и слонов с их палеогеновыми предками позволило продемонстрировать, как изменился план строения тела в этих филогенетических линиях за десятки миллионов лет эволюции, а также предложить биомеханические интерпретации наблюдаемым изменениям. В случае слонов происходит специализация опорно-двигательного аппарата к крайне экономичному способу передвижения, основанному на принципе обратного маятника. Удивительным образом, именно этот принцип реализован и в двуногой локомоции человека. В ходе эволюции хоботные теряют не только способность к прыжкам и использованию ассимитричных аллюров, включая галоп, но и способность к бегу как таковому. Даже при самой быстрой локомоции одна из конечностей слона всегда сохраняет опору на субстрат. Вместе с потерей способности использовать галоп, хоботные практически полностью утратили способность спины к сгибанию в сагиттальной плоскости, их задние конечности утратили трехзвенную структуру (бедро, голень, стопа) став двухзвенными, суставы конечностей выпрямились, что сделало ногу колоннообразной. В ходе эволюции увеличение размеров тела хоботных сопровождается существенным увеличением высоты их передних и задних конечностей. Так, по сравнению с меритерием из позднего эоцена Африки (Эль-Файюм, Египет), высота конечности современных слонов относительно длины их собственного тела увеличивается более чем вдвое. Это позволяет им увеличить длину шага (а как следствие и скорость передвижения) и одновременно сократить вертикальные колебаний центра масс при локомоции. В результате, ходьба слонов с использованием принципа перевернутого маятника является одним из наиболее энергоэффективных способов передвижения среди наземных позвоночных. Наиболее высокими конечностями среди изученных хоботных обладали мамонты – Mammuthus primigenius и M. trogontherii. Более высокие маятники конечностей должны были обеспечивать еще более энергоэффективное передвижение, чем у современных слонов. Это делало конечности идеально подходящими для совершения длинных сезонных миграций и преодоления наземных и водных препятствий. (3) В рамках направления изучения регистрирующих структур в зубах и характера питания представителей мамонтовой фауны Якутии была изучена особь очень крупного бурого медведя (Ursus arctos). Впервые для исследования ископаемых медведей использовалось сочетание двух различных высокоразрешающих методов: анализ ростовых слоев в зубном цементе и анализ микроизноса зубной эмали. Анализ ростовых слоев показал, что исследуемый бурый медведь погиб в теплое время года (с мая по сентябрь) в возрасте 15+ лет. Анализ микроизноса зубов показал, что у изученного U. arctos была разнообразная диета, состоящая из широкого спектра растительности, от мягкой до жесткой, но с регулярным потреблением животного белка в течение года. Медведь диверсифицировал свой рацион в пользу абразивной растительности, а также семечковых плодов (ягод) в период гиперфагии. Результаты анализа микроизноса позволили провести сравнение с особенностями питания современных U. arctos из Якутии. В результате это позволило нам сузить период гибели животного в рамках теплого сезона. Сделан вывод, что медведь, вероятно, погиб с мая по июль включительно. Первый опыт совместного использования анализа ростовых слоев и анализа микроизноса на данном медведе показал свою эффективность для более точного определения времени смерти. Исключительно крупные размеры исследованного бурого медведя в сочетании с его сезонно меняющейся всеядной диетой могут указывать на достаточное количество растительной и белковой пищи и, в целом, на благоприятные условия обитания для бурых медведей в позднем плейстоцене Якутии.