Учените отдавна определят какво ядат изчезнали животни, като анализират въглеродните изотопи, заключени във фосилните им зъби. И в продължение на две десетилетия се смята, че ключовата изотопна стойност в тези изчисления е еднаква за всички бозайници, които ядат растения. Но сравнявайки живите пленени южноамерикански ленивци с отдавна изчезнали братовчеди, изследователите нарушиха това предположение; тяхното проучване разкрива, че стойността се променя с размера на тялото. Констатацията, публикувана тази седмица в списанието Proceedings of the Royal Society B, може да промени някои възгледи за това как еволюираха бозайниците, включително и нас.

Дълго време учените правят изводи за диетата на изчезналите гръбначни животни чрез анатомични данни - например формата на зъбите, височината и количеството на износване на зъбния емайл и конфигурацията на черепа и челюстта. Съвсем наскоро изследователите започнаха да използват стабилни въглеродни изотопи за директно определяне на диетата. Стабилните въглеродни изотопи, които се образуват в специфични пропорции в растенията, се запазват в телесните тъкани на животните, които ги консумират. Като вземат проби от кости, зъби, нокти или друг биологичен материал, палеонтолозите могат да определят видовете растения, които отделните животни са яли, как различните видове са могли да разделят ресурсите в едно и също местообитание и дори общите валежи или други екологични характеристики.

Тъй като животното включва въглерод от диетата си в тъканите си, множество физиологични процеси влияят върху това колко и в какви пропорции всъщност се усвояват въглеродните изотопи. Въз основа на проучвания на крави и други големи копитни животни, учените широко предполагат, че скелетните тъкани на всички бозайници, които ядат растения, са „обогатени“ с около 14 хилядни части в стабилни въглеродни изотопи спрямо храната, която ядат. Тази константа, наречена обогатителна стойност, е съществена част от уравнението, което учените използват за анализи на диетата на животните. Но водещият автор Джулия Тежада-Лара, студентка в обсерваторията на Ламонт-Дохърти на Колумбийския университет и Американския природонаучен музей, беше подозрителна, че нещо се пренебрегва с това еднообразно уравнение за всички.

сигналите

Джулия Тежада-Лара и двупръст ленивец в зоопарка Huachipa в Лима, Перу. Нейното изследване на ленивци предполага, че методите за оценка на диетата на древните животни може да са били неточни. (Родолфо Салас-Гисмонди)

„Използването на една стойност за всички тревопасни животни от бозайници, от малки маймуни до гигантски слонове, ми се струваше голямо предположение“, каза Тежада-Лара. „Реших да разгледам по-отблизо стойността на обогатяването на живите и изкопаемите ленивци, тъй като те са по-добри от редица признаци в сравнение с бозайниците, които ядат растения като цяло.“

В сътрудничество със зоопарка Huachipa в Лима, Перу, Tejada-Lara взе проби от храната и зъбния прах - събрани по време на рутинната ветеринарна стоматологична помощ - от два вида съвременни ленивци: трипръст ленивец (Bradypus variegatus) и двупръст ленивец. (Choloepus hoffmanni). Ленивците се държат на контролирани и стабилни диети от най-ранна възраст, което дава възможност на изследователите директно да измерват количеството стабилен въглероден изотоп, който са поели. Когато изчисляват стойността на обогатяване въз основа на проби, взети от зъбите на ленивците, те установяват, че тя е 10 части на хиляда за трипръсти ленивци и 12 за двупръстни ленивци.

След това те измериха стойността на обогатяването на гигантския изчезнал земни ленивец Mylodon darwinii, който живееше в Южна Америка до преди около 10 000 години. Чрез вземане на проби от тор, възстановен с вкаменелостта и зъбите на образеца, изследователите установяват, че зъбната тъкан е обогатена с около 15,5 части на хиляда спрямо пропорциите в хранителния въглерод.

Изследователите комбинират данните за ленивци със стойности за обогатяване, изчислени за редица други тревопасни бозайници с известни диети, от прерийни полевки през прасета до жирафи, и откриват ясен модел: стойността на обогатяването обикновено се увеличава заедно с размера на тялото. Те открили, че при 9,1 части на хиляда домашната мишка е с най-ниска стойност от измерените, а изчезналият Милодон има най-голяма стойност. Въз основа на това проучване, изследователският екип е предложил нови модели за това как въглеродът е включен в ядещите растения бозайници, от храна до зъби.

Широкото разпространение на стойностите „може да направи голяма разлика в тълкуването на резултатите от изследванията, включително потенциала на това откритие да осигури по-голяма точност по отношение на развитието на диетата в собствения ни род, тъй като приматите включват малки и големи видове, - каза Тежада-Лара.

„Изследванията на стабилни въглеродни изотопи сега са съществена част от нашите научни инструменти, които информират широк спектър от палеонтологични и геоложки теми, [които] са от съществено значение за по-точното разбиране на историята на различни видове, екосистеми и климат“, каза Джон Флин, куратор на фосили в Американския музей и съавтор на изследването.

Други автори на изследването включват Брус Макфадън от Университета на Флорида; Лизет Бермудес и Джанмарко Рохас от зоопарка Хуачипа; и Rodolfo Salas-Gismondi от университета Cayetano Heredia и Националния университет San Marcos в Перу. Финансирането е осигурено от Природонаучния музей във Флорида, Националната научна фондация на САЩ, Висшето училище по изкуства и науки на Колумбийския университет и Американския природонаучен музей.

(Тази история е адаптирана от прессъобщение на Американския природонаучен музей.)