Med DNA-profiler af planter fra oldgamle arktiske jordprøver tegner danske forskere nu et klart billede af, hvordan vegetationen og økosystemerne har udviklet sig på den nordlige halvkugle gennem de sidste 50.000 år.
Resultaterne afslører blandt andet, at istidens giganter som mammut og uldhåret næsehorn slet ikke levede på græsstepper, men på tundra-stepper med en meget varieret vegetation domineret af urter.
»Hele den der fasttømrede forestilling, om at mammutsteppen bare var en græssteppe, er helt klart forkert,« siger professor Eske Willerslev ved Center for Geogenetik, Københavns Universitet som står bag forskningen.
Dødsårsagen fundet i mavesæk og afføring
Forskerne undersøger tilmed maveindhold og ekskrementer fra så mange af istidens store dyr, som de kan få fingre i. Det viser sig, at urterne kan have spillet en afgørende rolle i at dyrene uddøde.
»Vi kan se, at de åd de her proteinrige urter, og da urterne forsvinder næsten totalt fra omkring for 10.000 år siden og frem ser man samtidig, at rigtig mange af de store pattedyr går ned og uddør. Så pengene passer,« siger Eske Willerslev.
Det satte forskerne sig for at råde bod på med det nye studie, ved at undersøge hvordan klimaet har påvirket selve istodens store pattedyrs - megafaunaens - levegrundlag - vegetationen.
»Studiet er teknisk set en imponerende stor bedrift,« siger ekspert i istidens store dyr professor Adrian Lister ved Natural History Museum i London, som ikke har deltaget i studiet.
Studiet er netop offentliggjort i det højt ansete videnskabelige tidsskrift Nature.
DNA-profiler fra oldgammelt pløre
Det er et meget omfattende studie, der går helt tilbage til 2003, hvor Willerslev gjorde den banebrydende opdagelse, at man kan finde DNA fra mammutter i den permafrosne jord i Sibirien.
Siden har han brugt det til et hav af studier, inklusiv et studie i 2011 hvor de påviste at klimaet spillede en stor rolle i at megafaunaen uddøde.
LÆS OGSÅ: Derfor uddøde pattedyrene under sidste istid
»2011-studiet understøtter billedet af, at klimaet var vigtigt, men vi kunne ikke sige hvad ved klimaet, der gjorde udslaget,« siger Eske Willerslev.
Det satte forskerne sig for at råde bod på med det nye studie, ved at undersøge hvordan klimaet har påvirket selve mega-faunaens levegrundlag - vegetationen.
DNA er mere præcise end pollen
DNA-teknologier åbner for nye måder at kortlægge, hvad der levede i vores forhistorie af både dyr og planter.
For vegetationen har man hidtil især brugt pollenanalyser, men de lider af flere potentielle fejlkilder som for eksempel at planter, der producerer virkelig mange pollen, kan skævvride billedet i forhold til andre planter, der ikke producerer så mange pollen.
Med de nye DNA-teknologier kan forskerne direkte måle selve plantens arvemateriale og dermed identificere arter og familier.
Oven i købet kan man få et billede af, hvor stor en andel de enkelte planter udgjorde af den samlede vegetation.
Prøverne dateres ved hjælp af kulstof-14 og så kan forskerne følge vegetationens udvikling helt tilbage til for 50.000 år siden og frem til i dag.
Vegetationen var rig
Den første overraskelse er, at istidsvegetationen er helt anderledes end den græsdominerede steppe, man forventede.
Planter som bynke, åben kobjælde, kabbeleje, rypelyng, forskellige græsser og pil viser, at vegetationen var langt mere varieret end antaget og domineret af urter.
»Det støtter faktisk den oprindelige karakterisering af istidsvegetationen snarere end det nyere billede om mammutsteppen,« siger Adrian Lister.
»Det viser at vegetationen var en rig mosaik af steppe og tundra-planter - en steppetundra - som generelt ikke ses i dag.«
Men klimaet under istiden var ikke stabilt. Specielt var der en kritisk periode for cirka 20.000 år siden, hvor den globale temperatur faldt og polarkapperne voksede så meget at de bogstaveligt talt sugede fugten ud af atmosfæren og havenes vandstand faldt til 100 meter under i dag.
I den periode har pollenanalyserne ikke kunne afsløre en markant ændring af vegetationen i de isfrie område.
Men med DNA-profilerne ser Willerslev og kolleger et voldsomt fald i diversiteten af vegetationen og tilbage er kun et lille udsnit af det oprindelige.
»Det giver jo mening i betragtning af, at man ved, at det bliver skidekoldt og meget tørt,« siger Eske Willerslev.
Kulden knak urterne
Den periode har tilsyneladende knækket urterne og steppetundraen, for da den globale opvarmning begynder og vegetationen igen kan blomstre, viser DNA-profilerne at landskabet er overtaget af en helt anden vegetation domineret af buske og græsser.
Det er nærmest som om den voldsomme kulde har nulstillet landskabet, og det nu er alle kamps mod alle om at komme først ind og slå rod i et jomfrueligt landskab.
Hvem der vinder afgøres formentlig af tilfældigheder, så genskabelsen af landskabet bliver nærmest et lotteri.
»Ja, og det er i virkeligheden en enormt vigtig pointe - vi skal ikke forvente, at klimaet er det, der driver ændringen,« siger Willerslev.
»Klimaet har en effekt, men bare fordi du går tilbage til et klima, der var tidligere - varmt eller koldt - betyder ikke, at du går tilbage til det, du har mistet. Vegetationshistorien spiller en enormt stor rolle i, hvad det er, du får.«
Mammutterne levede af proteinrige urter
Hvad så med mammutterne og de andre dyr i megafaunaen? For at undersøge om de påvirkes af vegetationen, etablerer forskerne, at dyrene faktisk åd urterne.
Det gør de dels ved også at kortlægge DNA-profiler af megafaunadyr i jordprøverne. Her kan de se en sammenhæng, sådan at de jordprøver med mange urter også har tendens til mange store dyr.
Men mere direkte bevis finder de i tarmindholdet og ekskrementerne fra otte istidsdyr - mammut, vildhest, uldhåret næsehorn og bison - der viser, at urterne også dominerer deres kost.
Og for at være sikre undersøger de 50 får, som har gået på marker med forskellige blandingsforhold kløver/rajgræs (0:100, 25:75, 50:50, 75:25 og 100:0). Det viser, at den fordeling af plante-DNA-profiler man ser i maveindholdet, faktisk svarer til det dyrene spiste.
»Man skal være forsigtig med fortolkningen, fordi der er så få mumificerede mega-planteædere,« siger Adrian Lister.
»Men vi skal nok til at tænke på megafaunaen som dyr, der var mere opportunistiske og ikke bare rene græsædere.«
Mammutterne sultede til uddøen
Eske Willerslev medgiver at datamaterialet gerne måtte være større, men tror de har fat i det rigtige. Han peger på, at andre studier viser, at urterne er mere proteinrige end græsser og dermed en bedre næringskilde.
»Hvis du forestiller dig, at sådan en meget mere rig proteinkilde pludselig forsvinder, så må man sige, at det er meget nærliggende, at der kan være en effekt og så passer pengene jo altså også tidsmæssigt med, at der hvor urterne forsvinder, er også der, hvor mange af dyrene uddør,« siger Eske Willerslev.
Den konklusion støtter op om studiet fra 2011 og viser, at klimaet og vegetationen til sammen er hovedårsagen til dyrenes uddøen.
»Mennesket kan også have spillet ind og taget de sidste dyr ud, men det har været en sekundær effekt,« siger Willerslev.
