Värmebölja utrotade istidens gigant

Ny dna-teknik frikänner slutgiltigt människan från att ha jagat mammuten i döden. Istidens ulliga jätte föll i stället offer för klimatförändringar som gjorde det omöjligt för mammuten att överleva.

Ny dna-teknik frikänner slutgiltigt människan från att ha jagat mammuten i döden. Istidens ulliga jätte föll i stället offer för klimatförändringar som gjorde det omöjligt för mammuten att överleva.

Shutterstock

Snö och slask faller på den avmagrade mammuten, som kämpar för sitt liv. Efter en lång tids resultatlöst letande efter föda går den ullhåriga jätten en säker död till mötes i omgivningar som på kort tid har förändrats radikalt.

Vad som tidigare var en torr och kall stäpp med en lättåtkomlig buffé av gräs och örter har förvandlats till ett sumpigt snölandskap.

Katastrofen väntar runt hörnet. Medan den svältande mammuten går sitt oundvikliga öde till mötes har dess flock i desperation vandrat vidare i jakt på föda, men snart kommer även artfränderna att tvingas ge upp.

Mammutarnas dagar är räknade. Istidsjättarnas tidigare så varierade landskap har nämligen förändrats radikalt till följd av ett allt mildare klimat, som har förändrat ekosystemet och gjort Arktis till en skugga av sitt forna jag.

Borta är de proteinrika växter som mammutarna tidigare mumsade i sig. Kvar finns nu bara träd och buskar.

Människan jagade mammutarna, men inte i en omfattning som ledde till att de utrotades. Professor Eske Willerslev

Den kalla, torra stäppen myllrade tidigare av liv, men klimatförändringar orsakade massdöd.

© Shutterstock

Forskarna har länge varit oense om huruvida det var vi människor som fick mammuten och istidens övriga stora däggdjur att försvinna, eller om klimatförändringar var boven i dramat. Nu frikänner en internationell studie slutgiltigt människan.

Allt tyder nämligen nu på att det var stigande temperaturer och ett blött landskap som blev mammutens slut.

Bakom studien, som grundas på dna-analyser, står en forskargrupp med den danske professorn Eske Willerslev i spetsen.

Mammuten var istidens kung

Tack vare sin tjocka, täta päls var den upp till sex ton tunga ullhåriga mammuten perfekt anpassad till den stränga kyla som kännetecknade istidens Arktis. Öronen var små och svansen kort, vilket minimerade risken för förlust av kroppsvärme och potentiellt dödliga förfrysningar.

Med sina vassa betar kunde mammuten slåss och försvara sig mot rovdjur. De svängda betarna fungerade också som en snöskyffel när djuret letade efter gräs och andra växter på den arktiska stäppen.

Där levde jätten i tusentals år jämsides med ullhåriga noshörningar, stäppbisonar, renar, vargar, lejon, hyenor och ett stort antal andra arter. För cirka 45 000 år sedan fick emellertid djuren plötsligt sällskap av en ny art: Homo sapiens.

Forskarna har tagit prover på 74 platser runtom i Arktis, bland annat i Sibirien, där mammuten fanns kvar ända tills för 3 900 år sedan (cirkel). Proverna omfattar en 50 000 år lång period.

© Shutterstock

Fynd av såväl vassa redskap av sten och ben som rester av bytesdjur vittnar om att människor överlevde norr om polcirkeln genom att jaga, men människan var långt ifrån det största hotet mot mammutarna.

Efter det att istiden nått sin kulmen för mellan 26 000 och 19 000 år sedan inleddes en global uppvärmning. Stigande temperaturer kan medföra drastiska förändringar runtom i världen, men polerna drabbas extra hårt. När isen smälter skyndas uppvärmningen på, eftersom den mörka jorden absorberar mer värme.

Därför kan en global uppvärmning relativt snabbt ge upphov till markanta förändringar i ekosystemet norr om polcirkeln. Den tendensen ser vi även i dag. Sedan 1980-talet har nämligen stigande temperaturer varje årtionde avlägsnat cirka 13 procent av istäcket i Norra ishavet.

Den snabba uppvärmning som ledde till istidens slut för cirka 11 000 år sedan påverkade de arktiska ekosystemen i hög grad, men forskarnas kunskaper om exakt vilken effekt klimatförändringarna fick på de stora däggdjuren har hittills varit bristfälliga.

Dna vittnar om livet i Arktis

För forskare som ägnar sig åt forntiden är Arktis ett eldorado. Medan organiskt material, däribland dna, snabbt bryts ner i tropikerna är den arktiska frysboxen fenomenal på att bevara spår till eftervärlden.

Forskare har till exempel hittat extremt välbevarade rester av mammutar som legat nedfrysta i tusentals år. I Sibirien hittade en grupp jägare år 2010 en 39 000 år gammal unge med både hud, päls och en i stort sett intakt hjärna. Mammuten, som fick namnet Yuka, dog vid cirka åtta års ålder.

År 2010 hittades en nästan intakt 39 000 år gammal mammut i permafrosten i Sibirien. Mammuten, som fick namnet Yuka, dog vid cirka åtta års ålder.

© Aaron Tam/AFP/Ritzau Scanpix

Hittills har forskarna varit beroende av att hitta fossil för att få veta mer om mammutens historia, men tack vare den banbrytande metoden environmental dna (e-dna) har professor Eske Willerslev och hans forskargrupp nu kunnat följa livets utveckling i Arktis under 50 000 år med hjälp av enbart mikroskopiska mängder dna som ligger begravt i marken.

Dna:t kommer från både djur och växter.

© Shutterstock & Ken Ikeda Madsen

Forskare hittar urgammalt dna i isen

Prover med dna från jord eller is ger forskarna detaljerad information om de djur och växter som har levt i Arktis under de senaste 50 000 åren.

© Shutterstock

1. Forskare tar prover

Forskarna har samlat in 535 jordprover från 74 platser runtom i Arktis. Proverna från permafrosten innehåller dna från både djur och växter som finns i jordproverna.

© Shutterstock

2. Isen innehåller arvsmassa

I laboratoriet utvinner forskarna dna ur proverna. Mängden dna mångdubblas med hjälp av så kallad PCR-teknik. Med mer material kan forskarna börja sekvensera och kartlägga dna.

© Shutterstock

3. Djur och växter identifieras

Forskarna sparar dna-sekvenserna i en databas och jämför dem med en referensdatabas som innehåller genom från kända växter och djur. På så vis kan forskarna se från vilka arter dna:t kommer.

I den nya forskningsstudien har dna-jägarna samlat in 535 sedimentprover från djur och växter på 74 platser i Nordatlanten, Nordamerika och norra Sibirien. Efter att ha utvunnit dna från proverna jämförde forskarna dna:t med välkända genom i en referensdatabas.

Syftet var att ta reda på vilka djur och växter som levde på de olika platserna och när. Modellen tog även höjd för klimatets utveckling under hela den 50 000 år långa perioden.

Analyserna visade på ett tydligt samband mellan växtligheten och mammutarnas och de övriga stora däggdjurens habitat i Arktis.

Efter hand som isen smälte till följd av temperaturökningarna förvandlades stora delar av tundran till ett slaskigt snölandskap, en skarp kontrast till den torra, kalla stäpp som mammutarna varit vana vid.

© Mauricio Anton/SPL

I proverna, som samlades in runtom i polcirkeln, fann forskarna stora mängder dna från bland annat ullhåriga mammutar, ullhåriga noshörningar, stäppbisonar, renar och hästar. Föga förvånande visade analyserna att de stora växtätarna vistades på samma platser vid samma tidpunkt, vilket tyder på att områdena var rika på föda och därmed lockade till sig djuren.

En av begränsningarna med analyser med hjälp av e-dna är att forskarna inte säkert kan identifiera alla arter. Av de enorma mängderna genetiskt material som förekommer i de många proverna var en del dna omöjligt att knyta till en viss art.

För att forskarna ska kunna identifiera dna:ts ursprung krävs att det finns nära besläktade genom i referensdatabasen. Forskarna hittade till exempel dna från kameldjur och släktet Panthera, troligen från arterna arktisk kamel och stäpplejon. På grund av bristfälliga genom i databasen kunde emellertid forskarna inte säkert bekräfta arterna.

Kraftig nederbörd satte stopp för festen

Den nya studien visar att istidens Arktis myllrade av liv, men forskarna känner fortfarande inte till den exakta omfattningen av arter. Allt tyder dock på att mångfalden var mycket stor.

Under långa perioder av istiden utgjorde den arktiska stäppen en stabil födokälla för växtätare. Den myllrade av örter, blommor, gräs och buskar. När istiden nådde sin kulmen och var som kallast stortrivdes djuren, tack vare överflödet av varierad vegetation.

Globala klimatförändringar ledde till en markant förändring av vegetationen på tundran och gjorde det omöjligt för mammutarna att överleva, dock på vissa håll betydligt senare än man hittills trott.

Tills för bara 3 900 år sedan fanns jättarna förvånansvärt nog kvar i centrala och nordvästra Sibirien, där istidsvegetationen inte försvann. Bedömningen har annars varit att elefantens långhåriga kusin försvann från fastlandet för cirka 10 000 år sedan.

Temperaturökningarna förvandlade tundran till ett slaskigt snölandskap, en skarp kontrast till den torra, kalla stäpp som djuren anpassat sig till.

Vegetationen ändrade nu karaktär, vilket fick stora konsekvenser för djuren, som tvingades söka sig till nya betesmarker.

Dna-prover avslöjade klimatförändringarnas stora konsekvenser norr om polcirkeln. Vid istidens slut hade vegetationen förändrats i grunden, vilket gjorde att mammuten inte längre kunde överleva.

© Shutterstock

Istiden når sin kulmen

För 26 000 till 19 000 år sedan: Dna-prover vittnar om en stor mångfald av djur och växter på den torra, kalla grässtäppen. Mammutarna lever sida vid sida med hästar, stäppbisonar, ullhåriga noshörningar, vargar, renar och gnagare.

© Mauricio Anton/SPL

Nedsmältning förvandlar Arktis

För 11 000 år sedan: Istiden närmar sig slutet efter hand som den globala temperaturen stiger. Uppvärmningen medför kraftig nederbörd, vilket förändrar vegetationen i grunden. Gräs och örter ersätts av träd och buskar.

© Shutterstock

De sista mammutarna dör

För 3 900 år sedan: Mammutarna överlever längst i centrala och nordvästra Sibirien, där istidsvegetationen dittills funnits kvar, men även där sker nu förändringar som gör att mammutarna inte längre hittar tillräckligt med föda.

Ett av de tydligaste mönster forskarna observerade var att områden som dominerades av vattenväxter och gräsarter som trivs i våtmarker hade betydligt färre däggdjur. Detta samband är en tydlig indikation på att de fuktiga miljöerna försämrade djurens livsbetingelser.

I modellerna fann forskarna inga tecken på att människans närvaro påverkade mammutarnas och de övriga stora däggdjurens utbredning. Det enda djur som ofta förekom i samma områden vid samma tidpunkt som människan var haren.

Därför finner forskarna det osannolikt att mammutarnas undergång skulle ha orsakats av människans jakt.

Isbjörnen är hårt drabbad

Det är tusentals år sedan klimatförändringarna gjorde slut på istidens spektakulära djur, men nu håller historien på att upprepa sig.

Den globala uppvärmningen utgör ett hot för många livsmiljöer. På senare år har ett stort antal arter drabbats av en kraftig tillbakagång. Ikoniska djur som elefanten, tigern och isbjörnen står numera alla med på rödlistan över hotade arter.

Precis som på istiden drabbar uppvärmningen Arktis extra hårt. I takt med att inlandsisen smälter och havsisarna försvinner förstörs bland annat isbjörnens livsmiljö och jaktområden.

Isbjörnen är långt ifrån den enda art som är hotad, men liksom forntidens arktiska jättar är de största rovdjuren särskilt utsatta. Avsmältningen av is skyndar på uppvärmningen i området och polcirkelns ekosystem kommer troligen att vara ett av de första som drabbas av de stigande temperaturerna.

Därmed riskerar isbjörnen att gå samma öde som den ullhåriga mammuten till mötes.