Когда-то по Северной Америке бродили ленивцы весом в 8000 фунтов (около 3,6 тонн). Куда же они подевались? Эти вымершие млекопитающие были примерно в пять раз крупнее медведя гризли и оставляли в пещерах горы своего помета.
Представьте себе: гигантские ленивцы когда-то хозяйничали по всей Северной Америке. Будучи более чем в 10 раз крупнее своих современных собратьев, многие из них обитали на земле, а не на деревьях. Их ближайшими ныне живущими родственниками, как ни странно, являются броненосцы и муравьеды. Самыми крупными из этих древних животных были представители рода Megatherium – размером примерно с современного азиатского слона-самца и весом около 3,6 тонн!
Но как они выросли до таких исполинских размеров – и почему затем «усохли»? Новый анализ более 400 окаменелостей показал, что эти ленивцы эволюционировали трижды, а изменения климата и возросшее давление со стороны древних людей привели к исчезновению этих огромных млекопитающих. Результаты исследования подробно изложены в статье, опубликованной 22 мая в журнале Science.
Поразительное разнообразие размеров
В новом исследовании команда проанализировала образцы древней ДНК и сравнила более 400 окаменелостей из 17 естественно-исторических музеев, пытаясь выяснить, как они достигли таких гигантских размеров.
«Они выглядели как гризли, но в пять раз больше», — говорит Рэйчел Нардуччи, соавтор исследования и менеджер коллекции палеонтологии позвоночных во Флоридском музее естественной истории.
Наземные ленивцы сильно различались по размерам. Довольно приземистый и коренастый ленивец Шаста питался кактусами в пустынях Северной Америки, в то время как могучий Megatherium мог использовать свой длинный язык, подобно жирафу, чтобы срывать листья с верхушек деревьев. Те, кто развил пристрастие к лазанию по деревьям, подобно сегодняшним медлительным «медведемордым» собратьям, жили исключительно в кронах деревьев. Древесные ленивцы весили около 6,3 кг, в сравнении со 79 кг у наземных.
Очевидно, что жизнь на деревьях требует ограничения по весу. Ветки ломаются под слишком большой тяжестью, и, по сообщениям, древесные ленивцы выживали после падения с высоты 30 метров. Поскольку даже умеренное падение может причинить серьезный вред, с эволюционной точки зрения имеет смысл, чтобы тело было как можно меньше.
Менее очевидным для палеонтологов является то, почему наземные ленивцы вообще выросли до таких огромных размеров. Размер мог быть полезен для поиска пищи или уклонения от хищников. Похоже, наземные ленивцы питали пристрастие к обитанию в пещерах, и их размер, вероятно, играл роль в поиске и создании убежища. Более умеренный по размеру наземный ленивец Шаста предпочитал небольшие естественные пещеры, встроенные в склоны утесов Гранд-Каньона. Эти маленькие пещеры также были удобными местами для… испражнений. В 1936 году палеонтологи обнаружили в пещере недалеко от озера Мид курган из окаменевшего помета ленивцев, гуано летучих мышей и гнезд крыс-древогрызов толщиной более 6 метров!
Более крупные ленивцы не были ограничены жизнью в уже существующих пещерах. Их когти были одними из самых больших среди всех известных млекопитающих, и они могли использовать их, чтобы выкапывать собственные пещеры в скалах и земле. Некоторые из оставленных ими пещер до сих пор украшены следами когтей на внутренних стенах.
Генеалогическое древо ленивцев
Ученые объединили данные о форме окаменелостей с ДНК как ныне живущих, так и вымерших видов, чтобы построить генеалогическое древо ленивцев. Оно прослеживает родословную ленивцев вплоть до их происхождения более 35 миллионов лет назад. Затем они добавили то, что десятилетия исследований выявили о местах обитания ленивцев, их рационе и о том, были ли они древолазами или наземными животными.
Поскольку размер ленивцев был главным вопросом, они измерили музейные окаменелости для оценки веса ленивцев.
«У нас [во Флоридском музее] самая большая коллекция ленивцев Северной Америки и Карибских островов в мире», — сказала Нардуччи, которая провела несколько измерений 117 костей конечностей.
Собрав все эти данные, команда загрузила их в аналитическое программное обеспечение и получила ответ. Тип среды обитания в первую очередь влиял на различия в размерах ленивцев – и, как следствие, изменение климата.
«Включение всех этих факторов и их прогон через эволюционные модели с множеством различных сценариев было серьезной задачей, которая ранее не выполнялась», — сказала Нардуччи.
Вулканы и температурные качели
Династия ленивцев совпала с некоторыми судьбоносными изменениями климата Земли. Около 20 миллионов лет назад между современными штатами Вашингтон и Айдахо, на юг через части Орегона и Невады, образовался огромный разлом. Из этой дыры выкипала магма, оставив после себя «коросту» объемом почти 600 000 кубических миль (около 2,5 млн куб. км), которая до сих пор видна в некоторых местах вдоль реки Колумбия. Эти скальные столбы имеют характерную шестиугольную форму, возникшую из-за того, как магма застывала и трескалась при охлаждении.
Это вулканическое событие длилось примерно 750 000 лет и совпало со Среднемиоценовым климатическим оптимумом – периодом глобального потепления. Потепление, вероятно, было вызвано всеми парниковыми газами, выброшенными в результате вулканического извержения.
Ленивцы отреагировали на этот медленно разгорающийся хаос уменьшением размеров. Возможно, это связано с тем, что более теплые температуры принесли увеличение осадков, что позволило лесам расшириться, создавая больше среды обитания для более мелких ленивцев. Кроме того, уменьшение размеров является обычным способом для животных справляться с тепловым стрессом и наблюдалось в палеонтологической летописи несколько раз.
Завоевание континента – и печальный финал
В течение примерно миллиона лет после того, как вулканическая активность утихла, мир оставался теплым. Затем начался долгосрочный тренд похолодания, который продолжался с перерывами вплоть до настоящего времени. Ленивцы также менялись вместе с температурами.
Чем сильнее падали температуры, тем крупнее они становились. В конечном итоге они распространились в горы Анды, открытые саванны, пустыни и леса Северной Америки. Один из них, Thalassocnus, обитал на засушливой полосе земли между Андами и Тихим океаном и добывал пищу в океане.
«У них развились приспособления, схожие с ламантинами», — говорит Нардуччи. «У них были плотные ребра для улучшения плавучести и более длинные морды для поедания морской травы».
Наземные ленивцы справлялись с вызовами этих разнообразных сред, набирая массу.
«Это позволило бы им сохранять энергию и воду и более эффективно перемещаться по местам обитания с ограниченными ресурсами», — сказала Нардуччи. «И если вы находитесь на открытой равнине, вам нужна защита, и больший размер обеспечивает часть этой защиты. У некоторых наземных ленивцев также были маленькие, похожие на гальку, остеодермы, встроенные в кожу», — добавила Нардуччи, имея в виду костные пластины, которые были общими у ленивцев и их родственников-броненосцев.
Более крупные тела помогали ленивцам справляться с похолоданием климата. Они достигли своих наибольших размеров во время плейстоценовых ледниковых периодов, незадолго до того, как в основном исчезли около 15 000 лет назад.
Что именно привело к гибели гигантских ленивцев, до сих пор обсуждается, но охоту и давление со стороны древних людей исключать нельзя. Ленивцы 15 000 лет назад не были быстрыми или хорошо защищенными и, вероятно, были легкой добычей для древних людей. После того как все наземные родственники вымерли повсюду, два вида древесных ленивцев на Карибах продержались до 4500 лет назад.