На это указал анализ концентрации тестостерона в бивне самца
Палеонтологи выяснили, что самцы мамонтов, подобно современным слонам, испытывали муст — периодические периоды агрессивного поведения, связанные с резким всплеском уровня стероидных гормонов. На это указали изменения концентрации тестостерона в бивне якутского мамонта. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature.
Самцы слонов периодически впадают в состояние муста, когда они нападают на сородичей, других животных и людей. Уровень тестостерона в их крови в этот период повышается в 10-20 раз по сравнению с нормой, а виски намокают из-за обильных выделений из желез, расположенных по бокам головы. Предполагается, что резкий всплеск концентрации гормонов в крови во время муста и соответствующие изменения в поведении повышают репродуктивный успех самцов слонов.
Специалисты давно подозревают, что у самцов шерстистых мамонтов (Mammuthus primigenius) и других вымерших хоботных также случались периоды муста. Однако подтвердить или опровергнуть данную гипотезу до сих пор не удавалось. Разобраться в этом вопросе решила команда палеонтологов под руководством Майкла Черни (Michael D. Cherney) из Мичиганского университета.
Исследователи предположили, что периоды муста у слонов и мамонтов можно отследить по их бивням (видоизмененным верхним резцам). Дело в том, что бивни у хоботных растут на протяжении всей жизни — а химический состав дентина на отдельных участках этих зубов зависит от состояния хозяина в тот момент, когда они формировались. Поэтому на участках, которые активно росли в период муста, должна быть повышена концентрация тестостерона. Авторы ожидали увидеть такие участки на бивнях современных слонов. А если бы их удалось найти и у мамонтов, это стало бы доказательством, что для этих хоботных тоже был характерен муст.
Чтобы проверить данную идею, Черни и его соавторы изучили двухметровый бивень саванного слона (Loxodonta africana) из Ботсваны, убитого браконьерами осенью 1963 года. Основываясь на особенностях роста и структуре зуба, возраст его обладателя оценили в 30-40 лет. Затем исследователи взяли с нескольких участков бивня, соответствующих последним девяти годам жизни слона, несколько образцов дентина и с помощью метода жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии оценили концентрацию стероидных гормонов в них.
На образцах, соответствующих первым пяти годам из девяти, концентрация тестостерона оказалась относительно низкой и стабильной. Лишь на двух участках бивня, которые закладывались на третьем и четвертом годах жизни соответственно, были отмечены краткие всплески концентрации этого гормона. Судя по всему, они отражают непродолжительные периоды муста в молодом возрасте.
Однако на том конце бивня, что сформировался в последние четыре года жизни слона, авторы обнаружили четыре участка с повышенной концентрацией тестостерона, которая сохранялась на протяжении долгого времени. Каждый следующий из них был выражен сильнее, чем предыдущий. Например, на первом из четырех участков уровень тестостерона превышал средние значения в два раза, а на четвертом — в двадцать раз. Эти цифры хорошо соотносятся с данными о росте концентрации тестостерона в крови слонов во время муста. По мнению Черни и его коллег, обнаруженные ими участки с повышенным содержанием тестостерона соответствуют периодам муста. С помощью изотопного анализа кислорода, содержащегося в дентине, им даже удалось установить, что все они происходили в одно и то же время года — в течение сухого сезона.
Подтвердив свое предположение на слонах, исследователи обратились к мамонтам. Сначала они проанализировали концентрацию стероидных гормонов в мамонтовом бивне длиной около 240 сантиметров, который был найден в якутской многолетней мерзлоте в 2007 году. Образец принадлежал 55-летнему самцу, жившему 39000-33000 лет назад. Ученые сосредоточили внимание на трех участках бивня, один из которых соответствует трем с половиной годам из юности мамонта, а два других — девяти последним годам его жизни.
Как и ожидали авторы, на образцах, которые были взяты с участка бивня, сформировавшегося в ранние годы жизни мамонта, концентрация тестостерона оказалась относительно низкой и стабильной. В то же время на участках, соответствующих последним годам жизни животного, были отмечены всплески концентрации тестостерона. В отдельных случаях уровень этого гормона повышался в десять раз относительно средних значений. Это указывает, что мамонты-самцы, подобно слонам, в зрелом возрасте переживали периоды муста. Самец, бивень которого изучала команда, переживал это состояние почти ежегодно на протяжении 25 лет.
Вероятно, как и у слонов, муст у мамонтов был приурочен к определенному сезону, поскольку всплески тестостерона в мамонтовом бивне соответствуют периодам быстрого роста на рубеже зимы и весны. При этом максимальная, средняя и минимальная концентрация тестостерона у мамонта оказалась ниже, чем у саванного слона. Возможно, это связано с тем, что гормоны в мамонтовом бивне частично разрушились за несколько десятков тысяч лет, однако авторы допускают, что у этого вида муст был не столь интенсивным, как у современных африканских слонов. Тем не менее, мамонты-самцы, скорее всего, тоже вели себя агрессивно во время муста.
На последнем этапе исследования Черни с соавторами проанализировали бивень взрослой самки мамонта, обнаруженный на острове Врангеля. Его возраст исследователи оценили в 5600-5900 лет. Оценив концентрацию гормонов на участках, соответствующих восьми годам жизни, авторы выяснили, что концентрация тестостерона все это время оставалась постоянной и более низкой, чем у самца вне периода муста. Это соответствовало ожиданиями ученых и подтвердило, что их методика верна.
Американские палеонтологи проанализировали содержание стабильных изотопов в бивне самца американского мастодонта (Mammut americanum) и выяснили, что животное совершало дальние миграции. В некоторые районы он мигрировал только в теплое время года — вероятнее всего, для размножения. В одном из таких районов мастодонт погиб из-за травмы, полученной в битве с другим самцом.
Это произойдет из-за утраты местообитаний, если не снизить антропогенное воздействие
Если не ограничить антропогенные выбросы парниковых газов, то при текущих тенденциях землепользования и распределения населения в Европе к 2061–2080 годам 76 процентов видов шмелей лишится 30 процентов площади своих местообитаний. Это поставит их под угрозу вымирания. Такие выводы содержит статья, опубликованная в журнале Nature. В мире более 90 процентов дикорастущих растений и более 75 процентов сельскохозяйственных культур опыляют насекомыми-опылителями. В последние десятилетия их популяциям угрожает потепление климата, загрязнение воздуха, некорректное применение пестицидов, неустойчивое землепользование и ряд других проблем, из-за которых их численность снижается во всем мире. В умеренных и высоких широтах северного полушария главными насекомыми-опылителями выступают шмели, организм которых адаптирован к холодным условиям. Согласно некоторым национальным отчетам (например, бельгийскому и нидерландскому), в Европе уже наблюдается локальное вымирание до четверти видов шмелей. Ученые под руководством Гийома Гисбена (Guillaume Ghisbain) из Брюссельского свободного университета смоделировали, как изменится численность шмелей разных видов в Европе в течение XXI века, используя наборы данных о климате, землепользовании и населении из проекта ISIMIP2b и обучая модели экологических ниш на данных о присутствии и численности шмелей с географической привязкой. Они использовали три сценария социоэкономического развития (SSP 1-2.6; SSP 3-6.0 и SSP 5-8.5), предполагающие низкие, умеренные или высокие антропогенные выбросы парниковых газов соответственно. Авторы исследования пришли к выводу, что даже при существенном ограничении антропогенных выбросов парниковых газов к 2061–2080 годам 32 процента видов шмелей, внесенных МСОП в список «вызывающих наименьшее опасение», потеряют не менее 30 процентов площадей пригодных для их жизни местообитаний. Если же не ограничить эти выбросы, то с потерей почти трети местообитаний столкнется уже 76 процентов видов европейских шмелей. Таким образом, эти виды шмелей окажутся в категории «находящиеся под угрозой исчезновения». Сильнее всего пострадают местообитания шмелей в Бельгии, Германии, северной Франции и Нидерландах, но в целом вся территория Европы ниже 60 градуса северной широты рискует стать малопригодной для обитания шмелей. Рефугиумом для некоторых видов шмелей может стать Фенноскандия, если на ее территории не усилится действие каких-либо неучтенных антропогенных факторов. Подробнее о причинах и последствиях кризиса насекомых-опылителей в биосфере можно прочитать в нашем материале «Проблема жъжъь».