Вымершие карликовые бегемоты указали на молодость травянистых равнин Мадагаскара

Обширные травянистые равнины, покрывающие сегодня большую часть Мадагаскара, сформировались из-за деятельности человека и выпаса скота. К такому выводу пришли специалисты, проанализировав кости вымерших карликовых бегемотов, которые жили по всему острову еще тысячу лет назад. Судя по изотопному анализу, эти травоядные жили в лесах, питались в основном C₃-фотосинтезирующей растительностью и не могли пастись на открытых равнинах. Таким образом, большая часть Мадагаскара еще относительно недавно была покрыта лесами. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Plants, People, Planet.

В наши дни на планете существует всего два вида бегемотов. Обыкновенный (Hippopotamus amphibius) населяет водоемы по всей Африке южнее Сахары, а карликовый (Choeropsis liberiensis) — влажные тропические леса и болота на западе континента. Однако в недавнем прошлом бегемоты были куда разнообразнее. Например, несколько миниатюрных видов этих травоядных обитали на островах Средиземноморья, включая Кипр. А на Мадагаскаре еще около тысячи лет назад жили два карликовых вида бегемотов из рода Hippopotamus (и один вид покрупнее). Вероятно, их, как и другую мегафауну этого острова, истребили предки малагасийцев.

Об образе жизни мадагаскарских бегемотов известно немногое. Основываясь на строении черепов этих травоядных, палеонтологи предполагают, что представители вида Hippopotamus lemerlei вели полуводный образ жизни, подобно обыкновенным бегемотам, а H. madagascariensis проводили больше времени на суше, напоминая тем самым карликовых бегемотов. Первый вид, вероятно, обитал в водоемах на юго-западе Мадагаскара, а второй — на возвышенностях в центральной части острова. Как уже упоминалось выше, помимо двух карликовых бегемотов, на Мадагаскаре обитал более крупный вид H. laloumena, однако он известен по ограниченному набору ископаемых, которые не позволяют судить об образе его жизни.

Команда специалистов под руководством Брук Эрин Кроули (Brooke Erin Crowley) из Университета Цинциннати решила исследовать остатки бегемотов с Мадагаскара, чтобы понять, как экосистемы острова выглядели до прихода людей. Сегодня среди ученых существует две противоположные точки зрения на эту тему. Согласно первой, обширные травянистые равнины, которые сегодня покрывают значительную часть Мадагаскара, в первую очередь, Высокое плато, возникли из-за деятельности людей. Хотя отдельные участки травянистой растительности могли появиться на острове много миллионов лет назад, до прихода человека они оставались небольшими и расширились только за счет антропогенных пожаров и выпаса скота. Вторая гипотеза гласит, что травянистые равнины Мадагаскара сформировались еще до колонизации острова людьми. От зарастания лесом и кустарниками их защищали регулярные пожары и ныне вымершие крупные травоядные, например, бегемоты, эпиорнисы и черепахи. Первая точка зрения долгое время доминировала в научной среде, однако в последние десятилетия многие авторы склоняются ко второй.

Чтобы разрешить этот спор, Кроули и ее соавторы вычислили изотопную сигнатуру ¹³C/¹²C в коллагене из костей мадагаскарских бегемотов, найденных в разных экорегионах острова. Их возраст составил в среднем 2311,2 тысячи лет. Исследователи предположили, что если бегемоты жили на травянистых равнинах и кормились доминирующими здесь C₄-фотосинтезирующими растениями с повышенной концентрацией ¹³С, величина δ¹³C в их остатках должна превышать восемь промилле. Если же эти травоядные были лесными жителями и питались в основном C₃-фотосинтезирующими растениями, величина δ¹³C в их остатках должна быть ниже −20 промилле. Промежуточные значения соответствуют смешанному питанию, в котором присутствовали и С₄-фотосинтезирующие травы, и С³-фотосинтезирующие лесные растения. Кроме того, авторы оценили концентрацию изотопа азота ¹⁵N — это было необходимо, чтобы понять, насколько влажными были места обитания бегемотов.

Результаты исследования показали, что у всех бегемотов из сухих лиственных лесов и почти всех бегемотов из суккулентных лесов δ¹³C ниже −20 промилле. Это означает, что они питались в основном C₃-фотосинтезирующими лесными растениями, например, фруктами, листьями и травянистыми растениями подлеска. У 20-30 процентов образцов с Высокого плато значения δ¹³C соответствовали смешанному рациону, однако большинство живших здесь особей поедали в основном C₃-фотосинтезирующие растения. Наконец, в колючих зарослях и на побережье у 74 процентов и 98 процентов особей соответственно значения изотопной сигнатуры указывают на смешанное питание. Однако ни у одного мадагаскарского бегемота значения δ¹³C не достигают значений, указывающих на питание в основном C₄-фотосинтезирующими растениями.

Анализ концентрации δ¹⁵N показал, что бегемоты, питание которых было смешанным, жили в более влажных местообитаниях, чем их сородичи с рационом из C₃-фотосинтезирующих растений. Таким образом, они поедали C₄-фотосинтезирующие травянистые растения (например, осоку) в заболоченной местности или у кромки воды. На открытых травянистых равнинах эти животные не кормились.

Результаты исследования демонстрируют, что рацион мадагаскарских бегемотов, в зависимости от региона их обитания, состоял или только из С₃-фотосинтезирующих лесных растений или из С₃-фотосинтезирующих лесных растений и околоводных C₄-фотосинтезирующих растений. Это касается даже тех особей, что жили на территориях, которые сегодня покрыты открытыми травянистыми равнинами. Все эти данные свидетельствуют, что мадагаскарские бегемоты жили в лесах — и что до прихода человека такие экосистемы покрывали большую часть острова. Лишь благодаря людям и выпасу скота их место заняли травянистые равнины. Кроме того, исследование опровергает реконструкции, согласно которым H. lemerlei и H. madagascariensis вели разный образ жизни. По мнению авторов, с экологической точки зрения эти виды были сходны и напоминали современных карликовых бегемотов.

Ранее мы рассказывали о том, палеонтологи описали зуб бегемота из плейстоценовых отложений Великобритании возрастом более миллиона лет. Ученые отмечают, что это самая древняя находка бегемотовых на территории страны.