Mamut - Mammoth

Mamut
Zakres czasowy: od wczesnego pliocenu do późnego holocenu ,5-0.0037  Ma
Mamut kolumbijski.JPG
Mamut kolumbijski w Muzeum Page w Los Angeles .
Klasyfikacja naukowa mi
Królestwo: Animalia
Gromada: Chordata
Klasa: Mammalia
Zamówienie: Trąbowiec
Rodzina: Elephantidae
Podrodzina: Elephantinae
Plemię: Elephantini
Rodzaj: Mammuthus
Brookes , 1828
Rodzaj gatunku
Elephas primigenius
Blumenbach , 1799
Gatunek
Synonimy
  • Archidiskodon Pohling, 1888
  • Parelefas Osborn, 1924
  • Mammonteusz

Mamut to wszelkie gatunki z wygasłego elephantid rodzaju Mammuthus , jeden z wielu rodzajów, które składają się na zamówienie z Trunked ssaków zwanych trąbowców . Różne gatunki mamutów były zwykle wyposażone w długie, zakrzywione kły , au gatunków północnych w długie włosy . Żyli od epoki pliocenu (od około 5 milionów lat temu) do holocenu około 4000 lat temu, a różne gatunki istniały w Afryce, Europie, Azji i Ameryce Północnej. Byli członkami rodziny Elephantidae , która obejmuje również dwa rodzaje współczesnych słoni i ich przodków. Mamuty są bardziej spokrewnione z żywymi słoniami azjatyckimi niż słoniami afrykańskimi .

Najstarszy przedstawiciel Mammuthus , mamut południowoafrykański ( M. subplanifrons ), pojawił się około 5 milionów lat temu we wczesnym pliocenie na terenie dzisiejszej południowej i wschodniej Afryki. Potomne gatunki tych mamutów przeniosły się na północ i kontynuowały rozmnażanie w liczne kolejne gatunki, ostatecznie pokrywając większość Eurazji, zanim rozszerzyły się na obie Ameryki co najmniej 600 000 lat temu. Ostatni gatunek, który się pojawił, mamut włochaty ( M. primigenius ), rozwinął się około 400 000 lat temu w Azji Wschodniej, a niektóre z nich przetrwały na rosyjskiej Wyspie Wrangla na Oceanie Arktycznym do około 3700 do 4000 lat temu, wciąż istniejąc w budowa Wielkiej Piramidy w starożytnym Egipcie .

Ewolucja

Najwcześniejsze znane trąbowce , klad zawierający słonie, istniały około 55 milionów lat temu na obszarze Morza Tetydy . Najbliższymi krewnymi trąbowcówsyreny i góralki . Wiadomo, że rodzina Elephantidae istniała sześć milionów lat temu w Afryce i obejmuje żyjące słonie i mamuty. Wśród wielu wymarłych kladów mastodont jest tylko dalekim krewnym mamutów i częścią oddzielnej rodziny Mammutidae , która oddzieliła się 25 milionów lat przed ewolucją mamutów.

Poniższy kladogram pokazuje umiejscowienie rodzaju Mammuthus wśród innych trąbowców na podstawie cech gnykowych :

Elephantimorpha

Mammutidae (mastodonty)PustyMastodon.jpg

Elephantida

Gomphotheriidae (gomfotery)Gomphotherium NT small.jpg

Elephantoidea

Stegodontidae (stegodontidae)Stegodon ganesaDB.jpg

Elephantidae

Loxodonta (słonie afrykańskie)Elephas africanus - 1700-1880 - Drukuj - Iconographia Zoologica - (białe tło).jpg

Elephantini

Paleoloxodon Elephas-anticquus.jpg

Elephantina

Elephas (słonie azjatyckie)Słoń indyjski białe tło.jpg

Mammut (mamuty)Mammuthus trogontherii122DB.jpg

Porównanie mamuta włochatego (po lewej) i mastodonta amerykańskiego (po prawej).

Ponieważ wiele szczątków każdego gatunku mamutów jest znanych z kilku stanowisk, możliwe jest zrekonstruowanie historii ewolucyjnej rodzaju poprzez badania morfologiczne. Gatunki mamutów można zidentyfikować na podstawie liczby grzbietów szkliwa na ich zębach trzonowych; prymitywne gatunki miały niewiele grzbietów, a ich ilość stopniowo rosła, gdy nowe gatunki ewoluowały i zastępowały poprzednie. W tym samym czasie korony zębów stały się dłuższe, a czaszki z czasem stały się wyższe od góry do dołu i krótsze od tyłu do przodu, aby to dostosować.

Ząb M. africanavus , jednego z najwcześniejszych znanych gatunków mamuta z Afryki Północnej.

Pierwszymi znanymi przedstawicielami rodzaju Mammuthus są afrykańskie gatunki Mammuthus subplanifrons z pliocenu i Mammuthus africanavus z plejstocenu . Ten pierwszy uważany jest za przodka form późniejszych. Mamuty przybyły do ​​Europy około 3 miliony lat temu; najwcześniejszy znany typ to M. rumanus , który rozprzestrzenił się w Europie i Chinach. Znane są tylko zęby trzonowe, co wskazuje na to, że miał 8–10 grzbietów szkliwa. Populacja wyewoluowała 12–14 grzbietów i oddzieliła się od wcześniejszego typu i zastąpiła go, stając się M. meridionalis . Z kolei gatunek ten został zastąpiony przez mamut stepowy M. trogontherii z 18–20 grzbietami, który wyewoluował w Azji Wschodniej ok. 1 godz. 1,8 miliona lat temu. Populacje mamutów stepowych zastąpiły M. meridionalis w Europie od 1 do 0,7 miliona lat temu. Mamut kolumbijski M. columbi wyewoluował z populacji M. trogontherii , która wkroczyła do Ameryki Północnej ponad milion lat temu. Mamuty pochodzące z M. trogontherii ewoluowały zęby trzonowe z 26 grzbietami między 800.000 a 400.000 lat temu na Syberii, stając się mamut włochaty , M. primigenius . Mamut włochaty miał zastąpić mamut stepowy w Europie pod koniec środkowego plejstocenu około 200 000 lat temu. Badanie genetyczne z 2011 r. wykazało, że dwa zbadane okazy mamutów kolumbijskich zostały zgrupowane w podkladzie mamutów włochatych. Sugeruje to, że obie populacje krzyżowały się i dawały płodne potomstwo. Sugeruje również, że forma północnoamerykańska znana jako " M. jeffersonii " może być hybrydą między tymi dwoma gatunkami.

Do późnego plejstocenu mamuty w kontynentalnej Eurazji przeszły poważną transformację, w tym skrócenie i wydłużenie czaszki i żuchwy, wzrost wskaźnika hipsodoncji trzonowców, wzrost liczby płytek i ścieńczenie szkliwa. Ze względu na tę zmianę wyglądu fizycznego, zwyczajem stało się grupowanie mamutów europejskich oddzielnie w rozróżnialne skupiska:

  1. Wczesny plejstocen – Mammuthus meridionalis
  2. środkowy plejstocen – Mammuthus trogontherii
  3. Późny plejstocen – Mammuthus primigenius

Istnieją spekulacje, co spowodowało tę zmianę w trzech chronogatunkach. Różnice w środowisku, zmiany klimatyczne i migracje z pewnością odegrały rolę w procesie ewolucyjnym mamutów. Weźmy na przykład M. primigenius : mamuty włochate żyły w otwartych biomach trawiastych. Chłodna tundra stepowa na półkuli północnej była idealnym miejscem do rozwoju mamutów ze względu na dostarczane przez nie zasoby. Wraz ze sporadycznymi ociepleniami w epoce lodowcowej klimat zmieniał krajobraz, a zasoby dostępne dla mamutów odpowiednio się zmieniały.

W lutym 2021 roku, naukowcy podano, po raz pierwszy, sekwencjonowanie z DNA ze szczątków zwierzęcych , mamuta w tym przypadku ponad milion lat, najstarszy DNA zsekwencjonowano do tej pory.

Etymologia i wczesne obserwacje

Paleolityczne malowidło przedstawiające mamuta z jaskini Rouffignac

Słowo mamut zostało po raz pierwszy użyte w Europie na początku XVII wieku, w odniesieniu do kłów maimanto odkrytych na Syberii. John Bell, który przebywał na rzece Ob w 1722 roku, powiedział, że kły mamuta są dobrze znane w okolicy. Nazywano je „rogami mamony” i często znajdowano je na podmytych brzegach rzek. Niektórzy miejscowi twierdzili, że widzieli żywego mamuta, ale wychodzili tylko w nocy i zawsze znikali pod wodą, gdy zostali wykryci. Kupił jeden i podarował go Hansowi Sloanowi, który ogłosił go ząbem słonia.

Folklor niektórych rdzennych ludów Syberii, którzy rutynowo znajdowali kości mamutów, a czasem zamarznięte ciała mamutów, w erodujących brzegach rzek, zawierał różne interesujące wyjaśnienia tych znalezisk. Wśród ludu Chanty z dorzecza rzeki Irtysz istniało przekonanie, że mamut jest jakimś duchem wodnym. Według innych Chanty, mamut był stworzeniem, które żyło pod ziemią, drążąc swoje tunele i umarłoby, gdyby przypadkowo wynurzyło się na powierzchnię. Koncepcja mamuta jako stworzenia podziemnego była znana Chińczykom, którzy otrzymali trochę kości słoniowej od syberyjskich tubylców; w związku z tym stworzenie było znane w Chinach jako yǐn shǔ隐鼠, „ukryty gryzoń”.

Thomas Jefferson , który słynie z żywego zainteresowania paleontologią , jest częściowo odpowiedzialny za przekształcenie słowa mamut z rzeczownika opisującego prehistorycznego słonia w przymiotnik opisujący wszystko, co ma zaskakująco duże rozmiary. Pierwsze odnotowane użycie tego słowa jako przymiotnika miało miejsce w opisie dużego koła sera („ Cheshire Mammoth Cheese ”) podarowanego Jeffersonowi w 1802.

Opis

Przywrócenie mamuta stepowego

Podobnie jak ich współcześni krewni, mamuty były dość duże. Największy znany gatunek osiągał wysokość w kłębie do 4 m (13,1 stopy) i wagę do 8 ton (8,8 ton amerykańskich ), podczas gdy wyjątkowo duże samce mogły przekraczać 12 ton (13,2 ton amerykańskich). Jednak większość gatunków mamutów była tak duża jak współczesny słoń azjatycki (mający około 2,5 m do 3 m wysokości w kłębie i rzadko przekraczający 5 ton). Obie płcie nosiły kły. Pierwszy, mały zestaw pojawił się w wieku około sześciu miesięcy i został zastąpiony w wieku około 18 miesięcy przez zestaw stały. Wzrost stałego zestawu był w tempie około 2,5 do 15,2 cm (1 do 6 cali) rocznie.

Wielkość różnych gatunków mamutów w porównaniu z człowiekiem

Na podstawie badań ich bliskich krewnych, współczesnych słoni, mamuty prawdopodobnie miały 22-miesięczny okres ciąży , w wyniku którego urodziło się jedno cielę. Ich struktura społeczna była prawdopodobnie taka sama jak słoni afrykańskich i azjatyckich, z samicami żyjącymi w stadach kierowanych przez matriarchę, podczas gdy byki żyły samotnie lub tworzyły luźne grupy po osiągnięciu dojrzałości płciowej.

Naukowcy odkryli i zbadali szczątki cielęcia mamuta i odkryli, że tłuszcz ma duży wpływ na jego formę i umożliwia mu przechowywanie dużych ilości składników odżywczych niezbędnych do przeżycia w temperaturach tak niskich jak -50°C (-58°F). Tłuszcz pozwolił również mamutom zwiększyć masę mięśniową, pozwalając mamutom walczyć z wrogami i żyć dłużej.

Dieta

W zależności od gatunku lub rasy mamutów dieta różniła się nieco w zależności od miejsca, chociaż wszystkie mamuty jadły podobne rzeczy. W przypadku mamuta kolumbijskiego M. columbi dieta była głównie wypasana . Amerykańskie mamuty kolumbijskie żywią się głównie liśćmi kaktusa, drzewami i krzewami. Założenia te opierały się na kale mamuta i zębach mamuta. Mamuty, podobnie jak współczesne słonie, mają hipsodontowe zęby trzonowe . Cechy te pozwoliły również mamutom żyć ekspansywnie ze względu na dostępność traw i drzew.

W przypadku mamuta mongoczeńskiego dieta składała się z ziół, traw, modrzewia i krzewów, a być może także z olchy . Wnioski te zostały wyciągnięte na podstawie obserwacji odchodów mamutów, które, jak zaobserwowali naukowcy, zawierały nie nadrzewne pyłki i zarodniki mchu.

Mamuty europejskie żywiły się głównie roślinami wiążącymi węgiel C3 . Ustalono to, badając dane izotopowe z zębów mamutów europejskich.

Wydaje się, że arktyczna tundra i stepy, na których żyły mamuty, były zdominowane przez forbs , a nie przez trawę. Były tam bogatsze w białko i łatwiejsze do strawienia niż trawy i rośliny drzewiaste, które zaczęły dominować na terenach, gdy klimat stał się wilgotniejszy i cieplejszy. Mogło to być głównym czynnikiem przyczyniającym się do wyginięcia arktycznej megafauny.

Mamut jamalski Lyuba , znaleziony w 2007 roku na Półwyspie Jamalskim w zachodniej Syberii, sugeruje, że młode mamuty, podobnie jak współczesne młode słonie, zjadały odchody dorosłych zwierząt. Dowodem na to jest to, że uzębienie (zęby) małego mamuta nie rozwinęły się jeszcze w pełni do żucia trawy. Ponadto w spektrum pyłkowym matki dziecka występowała obfitość askospor grzybów koprofilnych . Grzyby koprofilne to grzyby, które rosną na odchodach zwierzęcych i rozsiewają zarodniki w pobliskiej roślinności, które następnie zjada mamut. Zarodniki mogły dostać się do żołądka po raz pierwszy podczas wypasu. Koprofagia może być adaptacją służącą zapełnieniu jelit niemowlęcia mikrobiomem niezbędnym do trawienia.

Mamuty żyjące w Arktyce podczas ostatniego zlodowacenia zjadały głównie forty , takie jak Artemisia ; graminoidy stanowiły tylko niewielką część ich diety.

Wygaśnięcie

Woolly mamut ( M. primigenius ) był ostatnie gatunki z rodzaju. Większość populacji mamut włochaty w Ameryce Północnej i Eurazji, jak również wszyscy Mamut kolumbijski ( M. columbi ) w Ameryce Północnej, zmarł po czasie ostatniego lodowatego odwrót , jako część wyginięciem masowej z megafauny w północnej Eurazji i obu Ameryk. Do niedawna zakładano, że ostatnie mamuty włochate zniknęły z Europy i południowej Syberii około 12 000 lat temu, ale nowe odkrycia pokazują, że niektóre z nich wciąż tam były około 10 000 lat temu. Nieco później z kontynentalnej północnej Syberii zniknęły również mamuty włochate. Niewielka populacja przetrwała na Wyspie St. Paul na Alasce do 3750 rpne, a małe mamuty z Wyspy Wrangla przetrwały do ​​około 2000 rpne Ostatnie badania osadów na Alasce wskazują, że mamuty przetrwały na kontynencie amerykańskim do 10 000 lat temu.

Ostateczne wyjaśnienie ich wyginięcia nie zostało jeszcze uzgodnione. Sugeruje się, że czynnikiem przyczyniającym się do tego zjawiska jest trend ocieplenia (holocen), który miał miejsce 12 000 lat temu, któremu towarzyszyło cofanie się lodowców i podnoszenie się poziomu mórz. Lasy zastąpiły otwarte lasy i łąki na całym kontynencie. Dostępne siedlisko zostałoby ograniczone w przypadku niektórych gatunków megafaunów, takich jak mamut. Jednak takie zmiany klimatyczne nie były niczym nowym; wiele bardzo podobnych epizodów ocieplenia miało miejsce wcześniej w epoce lodowcowej w ciągu ostatnich kilku milionów lat, nie wywołując porównywalnych megafaunalnych wymierań, więc jest mało prawdopodobne, aby sam klimat odegrał decydującą rolę. Rozprzestrzenianie się zaawansowanych ludzkich myśliwych w północnej Eurazji i obu Amerykach w okresie wymierania było jednak nowym zjawiskiem, a zatem mogło się znacząco przyczynić.

Mammuthus primigenius „Okaz mamuta Hebiora” noszący ślady narzędzia/rzeźnika

To, czy ogólna populacja mamutów wymarła z powodów klimatycznych, czy z powodu nadmiernego polowania przez ludzi, jest kontrowersyjne. Podczas przechodzenia z epoki późnego plejstocenu do epoki holocenu nastąpiło kurczenie się występowania mamuta, ponieważ postępujące ocieplenie pod koniec epoki plejstocenu zmieniło środowisko mamuta. Mamuta stepowego był peryglacjalnej krajobraz z bogatą roślinnością zioła i trawy, które zniknęły wraz z mamuta z powodu zmian środowiskowych w klimacie. Mamuty przeniosły się do odosobnionych miejsc w Eurazji, gdzie zniknęły całkowicie. Uważa się również, że łowcy ludzi z późnego paleolitu i mezolitu mogli wpłynąć na wielkość ostatnich populacji mamutów w Europie. Istnieją dowody sugerujące, że ludzie spowodowali wyginięcie mamutów, chociaż nie ma ostatecznego dowodu. Stwierdzono, że ludzie żyjący na południe od mamutowego stepu nauczyli się przystosowywać do surowszego klimatu na północ od stepu, gdzie zamieszkiwały mamuty. Wywnioskowano, że jeśli ludzie zdołają przetrwać w surowym północnym klimacie tego konkretnego mamutowego stepu, to jest możliwe, że ludzie będą mogli polować (i ostatecznie gasić) mamuty wszędzie. Inna hipoteza sugeruje, że mamuty padły ofiarą choroby zakaźnej. Połączenie zmian klimatycznych i polowań przez ludzi może być możliwym wyjaśnieniem ich wyginięcia. Wiadomo, że Homo erectus spożywał mięso mamuta już 1,8 miliona lat temu, chociaż może to oznaczać jedynie udane padlinożerstwo, a nie faktyczne polowanie. Późniejsi ludzie wykazują więcej dowodów na polowanie na mamuty; kości mamutów na stanowisku liczącym 50 000 lat w południowej Wielkiej Brytanii sugerują, że neandertalczycy zarżnęli zwierzęta, podczas gdy różne stanowiska w Europie Wschodniej datowane na 15 000 do 44 000 lat sugerują, że ludzie (prawdopodobnie Homo sapiens ) budowali domy z kości mamutów (wiek niektórych wcześniejszych struktur sugeruje, że praktykę rozpoczęli neandertalczycy). Jednak American Institute of Biological Sciences zauważa, że ​​kości martwych słoni, pozostawione na ziemi, a następnie deptane przez inne słonie, zwykle noszą ślady przypominające ślady rzeźni, które rzekomo zostały błędnie zinterpretowane przez archeologów .

Wiele hipotez ma również na celu wyjaśnienie regionalnego wymierania mamutów na określonych obszarach. Naukowcy spekulują, że mamuty z Saint Paul Island (Alaska), odosobnionej enklawy, w której mamuty przetrwały do ​​około 8000 lat temu, wymarły, gdy wyspa skurczyła się o 80–90%, gdy poziom mórz podniósł się, ostatecznie czyniąc ją zbyt małą, by utrzymać żywotna populacja. Podobnie sekwencje genomu mamutów z wyspy Wrangla wskazują na gwałtowny spadek różnorodności genetycznej, chociaż nadal nie jest jasne, w jakim stopniu odegrało to rolę w ich wyginięciu. Inna hipoteza, o której mówi się, że jest przyczyną wyginięcia mamutów na Syberii, wynika z poglądu, że wielu mogło utonąć. Podczas podróży nad Rzeką Północną wiele z tych mamutów przebiło się przez lód i utonęło. To wyjaśnia również pozostałości kości na Wybrzeżu Arktycznym i na niektórych wyspach Nowej Syberii .

Karłowatość pojawiła się u mamutów karłowatych na zewnętrznych Wyspach Normandzkich Kalifornii , ale we wcześniejszym okresie. Zwierzęta te zostały najprawdopodobniej zabite przez wczesnych Paleo-rdzennych Amerykanów, a utrata siedlisk spowodowana przez podnoszący się poziom morza, który podzielił Santa Rosae na zewnętrzne Wyspy Normandzkie.

Hybryda mamuta i słonia

Jednym z proponowanych naukowych zastosowań tego zachowanego materiału genetycznego jest odtworzenie żywych mamutów. Od dawna jest to dyskutowane teoretycznie, ale dopiero niedawno stało się przedmiotem formalnych wysiłków ze względu na postęp w technikach biologii molekularnej i klonowanie ssaków.

Według jednego z zespołów badawczych, mamut nie może zostać odtworzony, ale w końcu spróbują wyhodować w „sztucznej łonie” hybrydę słonia z niektórymi cechami mamuta włochatego. Genomika porównawcza pokazuje, że genom mamuta pasuje do 99% genomu słonia, więc niektórzy badacze zamierzają stworzyć słonia z kilkoma genami mamuta, które kodują wygląd zewnętrzny i cechy mamuta. Rezultatem byłaby hybryda słonia i mamuta z nie więcej niż 1% genów mamuta. Inne projekty pracują nad stopniowym dodawaniem genów mamuta do komórek słonia in vitro .

Mamuty w fikcji

  • W średniowiecznym i magicznym scenariuszu fantasy Pieśń Lodu i Ognia żywe mamuty, niektóre udomowione, można znaleźć w północnej części Westeros (na północ od Muru, a niektóre na północy).
  • Jedną z postaci z serii filmów z epoki lodowcowej jest mamut włochaty o imieniu Manny lub Manfred.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura