научная статья по теме ЭКОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ НА УРАЛЕ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ЭКОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ НА УРАЛЕ»

ЭКОЛОГИЯ, 2014, № 6, с. 403-409

УДК 574:599:551.79(470.5)

ЭКОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ НА УРАЛЕ

© 2014 г. Н. Г. Смирнов, П. А. Косинцев, Е. А. Кузьмина, Е. П. Изварин, Ю. Э. Кропачева

Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 е-таП: nsmirnov@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 23.05.2014 г.

Рассматриваются особенности решения ряда ключевых вопросов экологии четвертичных млекопитающих на материалах Уральского региона. Показаны и анализируются возможности и ограничения, которые обусловливает его специфика. Природа "смешанных" (мамонтовых, тундростепных, гиперборейных) фаун и их разнообразие рассматривается как комплекс вопросов, связанный с закономерностями динамики границ ареалов и относительной численности разных видов млекопитающих на протяжении позднего плейстоцена и голоцена.

Ключевые слова: млекопитающие, плейстоцен, голоцен, палеоэкология, природная зональность.

Б01: 10.7868/80367059714060110

В семидесятые годы ХХ в. в Институте экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР достигла широкого развития Уральская школа популяционной экологии во главе с академиком С.С. Шварцем. В этот период в созданной В.Н. Большаковым лаборатории экологических основ изменчивости организмов появилась новая для института тематика, связанная с эволюционными задачами, решаемыми на базе четвертичных исследований. Символично, что журнал "Экология" в самом первом номере, т.е. в момент основания в 1970 г., поместил статью А.Г. Малеевой (1970) "К проблеме становления биогеоценозов современных ландшафтных зон Западной Сибири", написанную по материалам анализа первых массовых сборов плейстоценовых грызунов на Урале.

Широкомасштабный характер их исследования приобрели благодаря контактам с геологами гг. Тюмени и Екатеринбурга и археологами всего Уральского региона. В настоящее время архео-зоологические коллекции ИЭРиЖ по крупным млекопитающим включают сборы из памятников плейстоцена и голоцена обширных территорий — от Поволжья до Приморского края и от Ямала до Аральского моря (около 2000 памятников, более 800000 единиц хранения). Сборы остатков мелких млекопитающих почти не поддаются подсчету, но это сотни тысяч остатков из многих сотен местонахождений Урала и Западной Сибири. Таким образом, Институт экологии растений и животных к настоящему времени стал одним из крупнейших держателей коллекций по четвер-

тичной палеозоологии в России. Анализ этого материала позволяет решать многие задачи, часть которых обсуждается в данной работе.

Специфика Уральского региона в решении задач четвертичной палеоэкологии

Урал с севера на юг имеет протяженность 2000 км от арктического побережья, занятого тундрами, до южной оконечности Уральского хребта в степях и полупустынях. На всем протяжении к западу и востоку от хребтовой части на удалении примерно 50—100 км и на высотных отметках около 200 м над ур.м. тянутся полосы распространения карстующихся пород с пещерами и гротами, в результате раскопок которых получен обширный палеозоологический материал. Не вся территория изучена подробно, неравномерно исследованы и разные хроносрезы. Аллювиальные местонахождения палеонтологического материала из Западно-Сибирской низменности позволили исследовать историю фаун и экосистем этой соседней с Уралом территории (Смирнов и др., 1986; Бородин, 2012; Zinoviev, 2006). На Ямале и Гыдане встречаются мерзлые туши плейстоценовых млекопитающих. По результатам изучения анатомии и морфологии, анализа макро- и микроостатков содержимого желудочно-кишечного тракта, анализа стабильных изотопов углерода и азота в тканях мерзлого трупа мамонтенка "Люба" впервые проведены реконструкции биологии и экологии мамонта в первый месяц жизни (Fisher et al., 2012; Kosintsev et al., 2012; Rountrey et al., 2012; van Geel

et al., 2011). Изучение остатков Монгоченского мамонта (полуостров Гыдан) позволило впервые провести реконструкцию среды обитания и питания мамонтов севера Западной Сибири в последний максимум похолодания и получить данные о прижизненной динамике у них указанных изотопов (Мазепа и др., 2010; Kosintsev et al., 2012). Часть палеозоологических сборов происходит из раскопок поселений, могильников, святилищ разных эпох и культур — от палеолита до средневековья. Археозоологический материал позволил сделать монографические обобщения по исторической экологии древнего населения ряда регионов: Ямала, лесотундровой и таежной зон Западной Сибири, Южного Зауралья.

Комплекс вопросов, связанных с проблемой природы "смешанных" фаун

Одну из центральных проблем четвертичной палеоэкологии — проблему понимания природы "смешанных" (мамонтовых, тундростепных, дисгармоничных, гиперборейных) сообществ — нельзя считать решенной. Реальность синхронного существования в составе "смешанных" фаун видов, которые ныне не встречаются совместно, не вызывает сомнения со времени появления первых высокоточных радиоуглеродных дат по единичным остаткам грызунов (Stafford et al., 1999). В каждом случае необходимо оценить, насколько неоднородны по времени захороненные в одном слое костные остатки. В массовых скоплениях костных остатков нескольких видов в дополнение к абсолютным датировкам полезно получить данные по относительному возрасту большого количества остатков. Для решения этой задачи используются такие показатели степени фоссилизации, как накопление ряда редкоземельных микроэлементов в сочетании с уровнем потери органической компоненты костной ткани (Смирнов и др., 2009).

В литературе существует целый спектр представлений о природе населявших тундростепные сообщества фаун и среде, в которой они существовали (Маркова и др., 2008). В настоящее время наиболее распространена версия так называемых мамонтовых степей, расположение которых реконструируется широкой полосой от Западной Европы через всю Северную Евразию и Берин-гию, Аляску и далее на восток Северной Америки (Guthri, 1990). Концепция мамонтовых степей основана на представлении о высокопродуктивных пастбищных экосистемах, способных прокормить стада гигантских и крупных травоядных животных, существовавших на их основе многочисленных хищников и падальщиков. Климат отличали суровые и малоснежные зимы, достаточно теплое лето, за которое отрастала богатая травянистая растительность, сохранявшаяся на

корню до следующего урожая. Наличие в этих холодных степях крупных травоядных являлось ключевым фактором, обеспечивающим круговорот азота, хорошую аэрацию почв. Показано (Зи-мов, Чупрынин, 1991), что для переключения в растительных группировках мамонтовых степей с сукцессий лугово-степного типа на мохово-тунд-ровый было достаточно одного фактора — исчезновения ключевых фитофагов — мамонта и крупных копытных при слабом климатическом сдвиге.

Уральский регион представляет большие возможности для анализа широтного и временного градиентов состава "смешанных" фаун и структуры населения млекопитающих позднего плейстоцена, как основы для понимания их специфики по сравнению с современными зональными. Для анализа нами использованы данные о видовом составе и количестве остатков отдельных видов крупных млекопитающих из 49 местонахождений, расположенных на Южном Урале и Южном Зауралье (между 51о и 56о с.ш.), Среднем Урале и Зауралье (между 56о и 59о с.ш.) и на Северном Урале (между 59о и 64о с.ш.) (Улитко, 2003; ВаеИш-га, Ко8т18еу, 2007; Ко8т18еу, 2007; Ко8т18еу, Ва-еИшга, 2013). Отобраны датированные радиоуглеродным методом местонахождения (более 200 дат) с достаточно большим количеством костных остатков (не менее 300 экз.). Приняты следующие границы хронологических групп: первая половина позднего плейстоцена (морские изотопные стадии 4 и 3; 74—24 тыс. л.н.), последний гляци-альный максимум (LGM, первая половина морской изотопной стадии 2; 24—17 тыс. л.н.) и позд-неледниковье (LGT, вторая половина морской изотопной стадии 2; 17—10.3 тыс. л.н.).

Проведен анализ географического распределения остатков 33 видов крупных млекопитающих. Все остатки плейстоценового осла найдены южнее 54о с.ш., остатки верблюда и архара — южнее 55о с.ш. Остатки корсака, пещерной гиены, выдры и гигантского оленя найдены южнее 58ос.ш., бобра, малого пещерного медведя, барсука и рыси — южнее 60о с.ш., а сурка и благородного оленя — южнее 61о с.ш., овцебыка — севернее 56о с.ш. Остальные 19 видов найдены на всей территории Урала.

Верблюд и осел являются характерными пустынными и пустынно-степными видами, а архар — горно-степным видом. Северные границы их распространения почти совпадают — 54о—55о с.ш. Эти данные позволяют полагать, что в некоторые периоды позднего плейстоцена северная граница пустынно-степного фаунистического комплекса (южный вариант гиперборейного комплекса мамонтовой фауны) доходила до 54о—55о с.ш. Другим крупным зоогеографическим рубежом можно считать участок на широте 58о—60о с.ш. Здесь

проходили северные границы ряда видов: бобра, корсака, малого пещерного медведя, барсука, выдры, гиены, рыси, гигантского оленя. По экологическим характеристикам это весьма разнообразная группа видов: рысь тесно связана с древесной растительностью, барсук и гигантский олень — с природными комплексами относительно умеренного климата, корсак и малый пещерный медведь — со степным и пустынно-степным комплексами, а гиена — представитель "типичного" мамонтового комплекса. В совокупности эти виды маркируют северную границу распространения, с одной стороны, "типичного" варианта гиперборейного комплекса, а с другой — северный предел "интерстадиальных" (периодов относительного потепления) вариантов мамонтовой фауны. Северные границы находок сурка и благородного оленя отмечают северный предел распространения "типичного" варианта гиперборейного комплекса. Анализ географического распространения находок остатков отдельных видов позволил выявить крайние границы распространения зональных вариантов гиперборейного комплекса мамонтовой фауны.

Зональность в позднем плейстоцене проявлялась не только в видовом составе, но и в структуре населения. Для анализа последней были рассмотрены изменения соотношения остатков видов в следующих разме

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Охрана окружающей среды. Экология человека»