Новая методика исследований останков животных поможет в поиске причин вымирания крупных млекопитающих на территории Северной Америки, считают ученые в статье, опубликованной 31 мая в журнале Frontiers in Mammal Science.

50 тысяч лет назад по тундре Северной Америки бродили мохнатые мамонты, а в лесах жили гигантские мастодонты, саблезубые тигры и огромные волки. Бизоны и необычайно высокие верблюды целыми стадами передвигались по континенту, а гигантские бобры бороздили его озера и пруды. Огромные наземные ленивцы весом более тонны были обнаружены во многих регионах континента.

Но в конце последнего ледникового периода большая часть мегафауны Северной Америки исчезла. Как и почему, остается предметом ожесточенных споров. Некоторые исследователи считают, что появление людей сыграло решающую роль. Возможно, на животных охотились и съедали их, а может быть, люди просто изменили среду обитания или конкурировали за жизненно важные источники пищи.

Но другие исследователи утверждают, что виной всему изменение климата, поскольку Земля оттаяла после нескольких тысяч лет ледникового периода, изменив окружающую среду быстрее, чем мегафауна могла адаптироваться.

На данный момент у исследователей нет достаточных доказательств, чтобы исключить тот или иной сценарий. Одна из причин заключается в том, что многие кости, по которым они отслеживают присутствие мегафауны, фрагментированы и их трудно идентифицировать.

В новой работе ученые обратили свое внимание на исключительные коллекции Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне. Однако многие из этих останков сильно фрагментированы и не поддаются идентификации. К счастью, в последние годы появились новые биомолекулярные методы археологических исследований.

Один из таких новых методов называется ZooMS (Zooarchaeology by Mass Spectrometry). Метод основан на том факте, что, хотя большинство белков быстро разлагаются после смерти животного, некоторые, например костный коллаген, могут сохраняться в течение длительного времени. Поскольку белки коллагена часто незначительно различаются между различными таксономическими группами животных и даже отдельными видами, последовательности коллагена могут служить своего рода молекулярным штрих-кодом, помогающим идентифицировать фрагменты кости, которые в противном случае невозможно было бы идентифицировать.

Таким образом, сегменты коллагенового белка, извлеченные из небольшого количества костей, могут быть разделены и проанализированы с помощью масс-спектрометра для идентификации остатков костей, что не под силу традиционным зооархеологам.

Ученые исследовали костный материал с пяти археологических объектов. Все они датировались поздним плейстоценом/ранним голоценом (примерно за 13 000-10 000 лет назад) или ранее и были расположены в Колорадо, на западе США. Самый ранний из них был раскопан в 1934 году, самый поздний — в 1981-м.

Результаты удивили ученых. Несмотря на преклонный возраст многих коллекций, непривлекательный внешний вид большей части материалов и древнее происхождение самих костей, они показали отличные результаты ZooMS. Фактически, 80% отобранных костей содержали достаточное количество коллагена для идентификации ZooMS. 73% можно было идентифицировать на уровне рода.

Таксоны, которые они идентифицировали с помощью увеличения, включали бизонов, Mammuthus (род, к которому принадлежат мамонты), Camelidae (семейство верблюдовых) и, возможно, Mammut (род, к которому принадлежат мастодонты).

Эти очень фрагментарные, мелкие и не поддающиеся диагностике кости животных на первый взгляд неинформативны. Но, как и другие биомолекулярные инструменты, ZooMS раскрывает богатую информацию, содержащуюся в забытых образцах.

Результаты также подчеркивают потенциал таких коллекций для решения продолжающихся споров о том, когда именно, где и как вымерла мегафауна. Предоставляя для анализа фрагментированный костный материал, который составляет большую часть архива мегафауны, ZooMS может помочь получить множество новых исследовательских данных для решения давних вопросов о вымирании мегафауны.