Mười ngàn năm trước, các động vật có vú lớn ở Bắc Cực, giống như voi ma mút, đã tuyệt chủng. Cái gì gây ra nó? Khí hậu thay đổi? Dịch bệnh? Săn bắn quá mức bởi con người?
Một nhận thức phổ biến về phong cảnh kỷ băng hà khi đồng cỏ được chăn thả bởi các động vật có vú lớn, chẳng hạn như voi ma mút, đã được chứng minh trong một nghiên cứu được công bố vào ngày 05 tháng 2 năm 2014 Thiên nhiên. Một nhóm các nhà khoa học liên ngành từ 12 quốc gia đã chỉ ra rằng hệ thực vật Bắc Cực trong hơn 50.000 năm qua bị chi phối bởi các loài thực vật có hoa là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng cho động vật có vú ăn thực vật lớn. Nhưng 25.000 đến 15.000 năm trước, phần lớn đất đai ở Bắc Cực bị bao phủ trong băng, dẫn đến sự suy giảm nhanh chóng trong sự đa dạng của các loài thực vật có hoa. Trong thời kỳ này, động vật có vú lớn chỉ sống sót trong các khu vực không có băng. Nhưng khi khí hậu thay đổi vào cuối kỷ băng hà, các loại cây thân thảo tiếp tục suy giảm, thay vào đó là các loại cỏ. Các loại cỏ ít dinh dưỡng là một thực phẩm thay thế nghèo nàn, dẫn đến sự tuyệt chủng cuối cùng của các loài động vật có vú lớn ở Bắc Cực khoảng 10.000 năm trước.
Hầu hết các hình ảnh của Woolly Mammoth mô tả chúng ở đồng cỏ, chẳng hạn như hình minh họa này. Bằng chứng mới chỉ ra rằng hệ thực vật Ice Age chủ yếu là thực vật có hoa. Tín dụng hình ảnh: Mauricio Antón qua Wikimedia Commons.
Có rất nhiều cuộc tranh luận về sự tuyệt chủng của voi ma mút Bắc Cực, tê giác len, bò rừng thảo nguyên, ngựa và bò xạ hương xảy ra 10.000 năm trước. Đổ lỗi đã được đặt vào sự bùng phát dịch bệnh và săn bắn quá mức của con người. Tuy nhiên, nguyên nhân được coi là phổ biến nhất cho sự tuyệt chủng là do biến đổi khí hậu nhưng các cơ chế gây ra sự tàn lụi của những sinh vật này vẫn chưa được hiểu rõ.
Hệ thực vật trên đất Bắc Cực của Kỷ băng hà được cho là chủ yếu là các loại cỏ và cây cói, dựa trên các nghiên cứu về phấn hoa được tìm thấy trong băng vĩnh cửu. Tuy nhiên, những tiến bộ mới trong phân tích DNA đã giúp có thể trích xuất và giải trình tự DNA của các vật liệu thực vật trong Kỷ băng hà được bảo tồn trong băng vĩnh cửu Bắc Cực. Thông tin bổ sung về sở thích của thực vật đã được tìm thấy trong thành phần dạ dày của thân thịt và trong phân của động vật của tê giác len đã tuyệt chủng, voi ma mút và các động vật ăn cỏ lớn đã tuyệt chủng khác, được bảo quản trong băng vĩnh cửu. Giáo sư Mary Edwards, tại Đại học Southampton, Vương quốc Anh đã giải thích về nghiên cứu và kết quả phân tích DNA trong một thông cáo báo chí,
Permafrost là đất và trầm tích đóng băng hoạt động như một tủ đông khổng lồ, bảo tồn vô số xác thực vật và động vật khỏi các hệ sinh thái cổ đại. Đó là lý tưởng cho loại nghiên cứu này vì DNA không bị mất trong quá trình phân rã bình thường.
Bằng cách phân tích DNA được bảo tồn này, chúng tôi đã phát hiện ra rằng thực vật có hoa, được gọi là các chi, phổ biến hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Trên thực tế, các chi đã bị bỏ qua trong nhiều nghiên cứu trước đây về hệ sinh thái thời kỳ băng hà, nhưng nghiên cứu này cho thấy chúng có thể là một nguồn dinh dưỡng quan trọng trong chế độ ăn của động vật có vú - động vật khổng lồ như voi ma mút, tê giác len, bò rừng và ngựa.
Phân tích DNA thực vật đã cung cấp cho chúng ta một viễn cảnh độc đáo về hệ sinh thái phía bắc đã tuyệt chủng này và đưa ra những hiểu biết mới về cách những động vật lớn như vậy có thể sống sót trong điều kiện thời kỳ băng hà khắc nghiệt và khắc nghiệt.
Chán vào băng vĩnh cửu để lấy mẫu thực vật. Tín dụng hình ảnh: Eske Willerslev.
Bắc Plantain, một loài thực vật có hoa.DNA từ cây này đã được tìm thấy trong băng vĩnh cửu Siberia. Tín dụng hình ảnh: Đại học Sussex.
Các mẫu Permafrost được lấy ở Siberia, Canada và Alaska. Phần lớn thảm thực vật được bảo tồn ở dạng rễ và các bộ phận thực vật khác đã từng mọc trên bề mặt nơi động vật có vú lớn tuyệt chủng đi bộ. DNA chiết xuất từ nguyên liệu thực vật đông lạnh đã được giải trình tự, sau đó được so sánh với các loại cây thân thảo phía bắc hiện đại và mẫu vật bảo tàng. Những cây có tuổi đời hơn 10.000 năm được tìm thấy chủ yếu là các chi. Nội dung dạ dày từ xác động vật đông lạnh của động vật có vú đã tuyệt chủng và phân động vật được bảo quản, được phục hồi từ băng vĩnh cửu, cho thấy rằng các động vật có sở thích các chi.
Giáo sư Dale Guthrie, tại Đại học Alaska-Fairbanks, đã giải thích tầm quan trọng của khám phá trong một trang web của Đại học Southampton về nghiên cứu này.
Một lượng lớn các chi phát triển thường không được tìm thấy trong các hệ sinh thái hiện đại bị chi phối bởi các động vật chăn thả lớn như bò rừng. Các nhà sinh thái học nghiên cứu hệ sinh thái cổ đại suy đoán trong điều kiện thời kỳ băng hà, các động vật chăn thả là một phần của chu kỳ tích cực trong đó phân của chúng thụ tinh vào đất và cho phép các cành cây phát triển mạnh. Vào cuối kỷ băng hà, các điều kiện thay đổi đáng kể, trở nên ấm áp và ẩm ướt hơn. Những điều kiện này không còn ủng hộ mối quan hệ cấm động vật có vú và các loại thực vật khác (như cây bụi và cây gỗ) bắt đầu thống trị cảnh quan. Sự thay đổi này có thể đã gây ra hậu quả nghiêm trọng cho các loài động vật và có thể đã góp phần vào số lượng lớn các vụ tuyệt chủng xảy ra vào cuối kỷ băng hà.
Một video của một trong những nhà khoa học trong nghiên cứu này, Per Möller của Đại học Lund ở Thụy Điển, mô tả dự án.
Giáo sư Eske Willerslev, một nhà nghiên cứu DNA cổ tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Đan Mạch, đã bình luận trong một thông cáo báo chí khác,
Chúng tôi biết từ công việc trước đây của chúng tôi rằng khí hậu đang thúc đẩy sự biến động của quần thể megafauna, nhưng không phải như thế nào. Bây giờ chúng ta biết rằng sự mất mát của các loại thảo dược giàu protein có khả năng là nhân tố chính trong sự mất mát của thời đại băng hà. Điều thú vị là người ta cũng có thể thấy kết quả của chúng tôi trong viễn cảnh của những thay đổi khí hậu hiện nay. Có lẽ chúng ta sẽ nắm giữ được khí nhà kính trong tương lai. Nhưng don hy vọng thảm thực vật nổi tiếng lâu đời sẽ quay trở lại khi nó trở nên mát mẻ trở lại sau khi trái đất nóng lên. Người ta không cho rằng các hệ sinh thái ‘cũ sẽ tự thiết lập lại cùng mức độ trước khi nóng lên. Nó không chỉ có khí hậu thúc đẩy sự thay đổi thảm thực vật mà còn cả lịch sử của chính thảm thực vật và động vật có vú tiêu thụ nó.
Một ngà voi ma mút. Hình ảnh tín dụng: Johanna Anjar.
Dòng dưới cùng:
Nghiên cứu mới đã tiết lộ rằng hệ thực vật trên đất Bắc Cực cổ đại, cách đây 50.000 năm, không chỉ là đồng cỏ, mà chủ yếu là các loài thực vật có hoa thân thảo làm thức ăn giàu protein cho động vật có vú lớn. Hai mươi lăm ngàn đến 15.000 năm trước, phần lớn khu vực này được bao phủ trong băng, gây ra sự suy giảm lớn trong sự đa dạng của các loài thực vật có hoa. Các động vật có vú lớn tiếp tục sống sót, chỉ vừa đủ, ở một số khu vực không có băng. Nhưng vào cuối kỷ băng hà cuối cùng, khí hậu thay đổi đã định hình lại quần thể thực vật trên đất Bắc Cực - những cây thân thảo không tái lập trong môi trường sống trước đây của chúng và hầu hết được thay thế bằng cỏ. Các nhà khoa học cho rằng các loại cỏ ít dinh dưỡng không thể duy trì các động vật có vú lớn, dẫn đến sự tuyệt chủng của chúng khoảng 10.000 năm trước. Những phát hiện này, bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế, đã được công bố vào ngày 5 tháng 2 năm 2014, trên tạp chí Thiên nhiên.