Hvem udryddede fortidens store pattedyr?
Et nyt forskningsprojekt skal undersøge, om klimaet eller mennesket spillede den største rolle i at udrydde fortidens store pattedyr i en af historiens værste katastrofer.

For 50.000 år siden forsvandt store slægter af pattedyr som fortidselefanter, sabelkatte og kæmpedovendyr. Her er det de to fortidselefanter mammutten og mastodonten stillet op over for hinanden. (Ill.: Dantheman9758)

Der skete noget mærkeligt i Afrika under sidste istid.

For 50.000 år siden begyndte en af Jordens voldsomste episoder med masseuddøen, hvor slægt efter slægt af store pattedyr som fortidselefanter, sabelkatte og kæmpedovendyr pludselig forsvandt på tværs af kontinenterne Europa, Asien, Amerika og Australien.

Ingen ved, præcis hvad der skete, men hvad årsagen end var, så gik Afrika stort set fri.

»Det er det, vi kalder den afrikanske anomali,« siger postdoc Rasmus Heller ved Biologisk Institut på Københavns Universitet, som lige har fået en bevilling fra Det Frie Forskningsråd til at granske mysteriet om udryddelsen af de store fortidsdyr.

En anomali er en afvigelse eller noget unormalt, og Afrika afveg fra resten af verden. Mens over 70 procent af slægterne forsvandt i Nordamerika, Sydamerika og Australien, var det blot 20 procent af slægterne i Afrika, der bukkede under for en katastrofe, som i bogstaveligste forstand formede livet på Jorden, som vi kender det i dag.

Afrika gemmer på gådens løsning

Fakta

Forskningsprojektet er finansieret af Det Frie Forskningsråd og er anført af postdoc Rasmus Heller.

Projektet er baseret på et samarbejde mellem fire førende internationale forskningsmiljøer, som giver adgang til en unik prøvesamling, ekspertise i nyudviklede genomiske laboratoriemetoder og banebrydende statistiske analysemetoder.

»Afrika er helt unik i forhold til alle andre kontinenter og er i dag det eneste sted i verden, hvor de store pattedyr dominerer økosystemerne. For 50.000 år siden var hele verden et paradis for store dyrearter,« siger Rasmus Heller.

Han mener, at Afrika kan gemme på afgørende brikker i mysteriet om årsagen til pattedyrenes masseuddøen, netop fordi noget exceptionelt skete her.

Du tænker måske, at Afrika bare gik fri, fordi der er varmt, og istiden kun ramte de tempererede klimazoner. Og det er rigtigt, at 3-5 graders nedkøling ikke var et problem i Afrika.

Problemet var derimod tørke. Opbygningen af polernes enorme iskapper sugede bogstaveligt talt fugten ud af atmosfæren og havniveauet faldt helt op mod 120 meter.

Måske var mennesket skurken

I de tropiske dele af Sydamerika ramtes de store pattedyr enormt hårdt, så hvorfor skulle klimaet skåne dyrene i Afrika? Måske var en anden faktor i virkeligheden den afgørende: mennesket.

De danske forskere vil bruge de seneste DNA-teknologier som en slags tidsmaskine, for på den måde at udnytte at alle levende væsners arvemateriale er en historiebog. (Foto: Colourbox)

Under den sidste istid opstod det moderne menneske, der med våben og teknologisk overlegenhed var ulig noget, naturen nogensinde før havde frembragt.

Som ingen tidligere arter var vores forfædre i stand til at underlægge sig naturen, og genetiske og arkæologiske studier peger på, at det moderne menneske opstod i Afrika og på relativt kort tid vandt frem og erobrede resten af verden.

De store dyr endte som bøffer

Mennesket ankom til Australien for ca. 50-60.000 år siden, til Europa for ca. 40.000 år siden, og nåede som det sidste kontinent Amerika for ca. 15.000 år siden.

Måske endte de store dyr som bøffer og uddøde, fordi de ikke kunne modstå menneskets nye hypereffektive jagtmetoder, eller fordi mennesket forstyrrede den økologiske balance f.eks. ved deres brug af ild eller anden påvirkning af landskabet.

Klimaet og mennesket er i dag de to hovedmistænkte, men der er ikke noget entydigt svar. For hvis klimaet i sig selv var så slemt, hvorfor skulle de store dyr have overlevet for eksempel de mange tidligere istider i klodens historie? Og med menneskets jagt er det underligt, at dyrene i Afrika, hvor mennesket opstod, gik fri. Men måske havde de bedre tid til at tilpasse sig den effektive dræber.

DNA-teknologier og statistik er værktøjerne

Fakta

De store pattedyr (megafaunaen) dominerede Jorden indtil for ca. 10.000 år siden. Menneskets skæbne har været tæt forbundet med megafaunaen gennem tiderne.

Forskningsprojektet skal kortlægge, om klimaændringer eller menneskelig aktivitet har spillet den største rolle i megafaunaens massedød.

Det kan også være, at der er tale om et meget mere komplekst billede, hvor det kan være en kombination af klimaet og mennesket eller noget helt tredje.

For at finde et svar vil Rasmus Heller og hans kolleger bruge de seneste DNA-teknologier og banebrydende statistiske analysemetoder som en slags tidsmaskine, der så at sige gør forskerne i stand til at følge de store pattedyrs dynamik tilbage i tiden.

Kernen i metoden er, at alle levende væsners arvemateriale på sin vis er en fantastisk historiebog over artens slægtskabshistorie.

Tegner billede gennem tiden

Fordi ændringer eller mutationer i DNA'et gives videre til alle senere generationer, ved man, at jo ældre en mutation er, des flere efterkommere vil bære den. Og ved at kortlægge mønstre af mutationer i arvematerialet fra en art i forskellige geografiske områder kan forskerne rekonstruere deres slægtsskabstræ.

Træets forgreninger og den hast, hvormed de flettes ind i hinanden, indeholder information, der også gør det muligt at skønne populationernes størrelse tilbage i tiden. Ved at lade computere beregne de mest sandsynlige scenarier, der har ført frem til den udbredelse af en art, vi ser i dag, kan man tegne et billede af populationens bevægelser og størrelse tilbage i historien.

Menneskets spredning ud over kloden fra Afrika for 200.000 år siden til det sidst befolkede kontinent Amerika, som blev befolket for ca. 15.000 år siden. (Ill.: H. sapiens)

Dette vil forskerne så sammenholde med detaljerede data om planetens forhistoriske klima og menneskets koloniseringshistorie fra genetiske og arkæologiske data og på den måde skelne, om klimaet eller mennesket har haft den største effekt på fortidens dyreliv.

Det svære valg – hvilke arter skal i fokus?

Det ville være fantastisk at kunne undersøge alle de store pattedyrs naturhistorie på den måde, men i praksis regner Rasmus Heller med at inddrage 6-8 arter.

Forskerne er i øjeblikket ved at fastlægge, hvilke det skal være. Rasmus Heller vil rigtig gerne kunne repræsentere forskellige økologiske nicher ved at undersøge en tørketolerant art som en antilope (f.eks. kudu eller eland), en tørkefølsom art som en bøffel eller vandbuk, og noget midt i mellem som f.eks. savanneelefanten.

På den måde vil det være muligt at undersøge, om tørkeperioder har været den mest betydende faktor for Afrikas dyreliv de seneste ca. 100.000 år, eller om det snarere har været menneskelig påvirkning.

For hver art skal arvemateriale fra omkring 100 individer analyseres. Det kræver celleprøver fra en masse dyr.

Verdens største samling vævsprøver er lige her

Fakta

Den sidste istid kaldes Weichsels istid og fandt sted for 11.500-115.000 år siden.

Den var blot den seneste i en række af ca. 100.000 år lange nedisninger af Jorden, som har præget klodens historie gennem en million år.

Den varme periode, vi lever i nu, Holocæn (den helt nye tid), er sandsynligvis blot endnu en i rækken af mellemistider på 10-15.000 år.

For de afrikanske dyr har Københavns Universitet en helt enestående samling med over 10.000 vævsprøver, som bl.a. professorerne Jon Fjeldså og Peter Arctander har været primus motor for at starte for over 20 år siden.

»Vi skylder dem meget for den samling. Jeg tror, det er verdens største samling af vævsprøver fra afrikanske pattedyr, og den betyder, at vi har en chance for at lave storstilede projekter, som ingen andre kan,« siger Rasmus Heller.

For at kunne tolke resultaterne vil forskerne holde de afrikanske dyr op mod dyr fra Asien, så man kan sammenligne udviklingen på to forskellige kontinenter med forskellig klimahistorie og forskellig historisk tilstedeværelse af mennesker. Det bliver altså 3-4 arter på hvert kontinent, så det er vigtigt at tænke sig godt om og vælge de rigtige.

»Vi kan ikke gå helt amok, da disse analyser koster mange penge,« siger Rasmus Heller, »derfor må vi fokusere på de mere overordnede, kontinentale sammenhænge.«

Forskerne ser på sammenhængene

Der er mange faktorer, som spiller ind i en arts populationsdynamik set over titusinder af år, og studiet skal netop ikke fokusere på hver arts detaljerede historie, men se på de store sammenhænge, som har været fælles for mange arter.

Var det klimaændringer eller menneskets indtog, der udryddede sabelkatten? Her er det et maleri fra 1905 fra American Museum of Natural History. (Ill.: Charles R. Knight)

Ved at vælge arterne med omtanke og på tværs af to kontinenter håber forskerne, at de kan afsløre nogle samstemmende mønstre i forhistorien hos dyrene både i Afrika og Asien.

Hvis enten mennesket eller klimaet har været en stærk drivkraft for pattedyrenes masseuddøen, burde det træde igennem på begge kontinenter. Man kan f.eks. forestille sig, at der på begge kontinenter er en sammenhæng mellem voksende menneskelige populationer og pattedyrenes hastige tilbagegang.

Eller at tilbagegangen tværtimod altid sker samtidig med, at klimaet er ekstremt.

Fortiden gør det muligt at forstå nutiden

Resultatet kan i høj grad være interessant for os i dag, hvor vi diskuterer effekten af den menneskeskabte globale opvarmning, og hjælpe os med at forstå, hvilke faktorer udgør den største trussel mod klodens økosystemer.

Men det, Rasmus Heller finder mest spændende, er, hvis studiet kan sige noget grundlæggende om vores arts forhistoriske indflydelse på naturen.

»Den her masseuddøen er en virkelig en dramatisk økologisk begivenhed. Og muligheden for, at allerede stenaldermennesker havde et voldsomt økologisk fodaftryk på den verden, vi lever i, synes jeg, fortjener en undersøgelse. Vi taler meget om, at vi som mennesker begyndte at ødelægge naturen, efter at industrisamfundene opstod, men hvad nu hvis vores 'pagt med naturen' blev brudt langt tidligere?« slutter Rasmus Heller.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud