Идентифицирован новый вид древнего можжевельника, раскрывающий климат ледникового периода
Ученые из Ла-Бреи идентифицировали ранее неизвестный вид можжевельника как Juniperus scopulorum (можжевельник скальный). Эта успешная идентификация, наряду с первым в истории радиоуглеродным датированием ископаемых растений в Южной Калифорнии, расширяет возможности отслеживания прошлых изменений окружающей среды и подчеркивает уязвимость можжевельников и формируемых ими экосистем перед лицом современного изменения климата.
Исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, раскрывает ключевой фактор для понимания вымирания мегафауны в Ла-Брее и лучшего прогнозирования нашего климатического будущего.
Мамонты и саблезубые кошки, населявшие Лос-Анджелес ледникового периода, паслись и охотились в можжевеловых редколесьях. Будучи не только источником пищи для гигантских травоядных, можжевельники были ключевыми кустарниками в регионе, формируя ландшафт на протяжении как минимум 47 000 лет, прежде чем полностью исчезнуть из региона в том же событии вымирания, что уничтожило большую часть мегафауны.
Исследователи давно знали, что в Ла-Брее встречаются два разных вида можжевельника — крупносеменной J. californica (можжевельник калифорнийский) и мелкосеменной «загадочный» можжевельник. Обладая разной устойчивостью к температуре и засухе, ископаемые можжевельники играют решающую роль в понимании меняющегося климата последнего ледникового периода и того, как можжевельники могут пережить наше климатическое будущее. Однако личность «загадочного» семени оставалась неопределенной — до сих пор.
«Мы поставили цель идентифицировать этот загадочный можжевельник и в процессе обнаружили несколько захватывающих вещей, — говорит доктор Джесси Джордж, ведущий автор исследования. — Во-первых, мы идентифицировали этот можжевельник как скальный, и это один из самых крайних примеров локального вымирания растения. Сегодня он не встречается нигде в Калифорнии».
В рамках исследования Джордж и другие исследователи провели радиоуглеродное датирование двух видов можжевельника, что привело ко второму важному открытию.
«В процессе радиоуглеродного датирования мы обнаружили действительно интересную модель взаимного присутствия — либо только калифорнийский можжевельник, либо только скальный», — говорят исследователи.
Поскольку каждое растение выживает в специфических условиях, его присутствие служит индикатором климата. Джордж и ее коллеги обнаружили, что эта «смена» двух можжевельников совпадала с длительными периодами засухи и теплой, сухой погоды, которые иначе были бы скрыты в ископаемой летописи.
«Калифорнийский можжевельник — гораздо более засухоустойчивый вид. Он выдерживает дефицит влаги намного лучше, чем скальный, — говорит Джордж. — Благодаря этой смене двух видов в Ла-Брее у нас появилась действительно увлекательная запись засушливости и засухи, которая ранее не была обнаружена».
Маленький размер семени неизвестного можжевельника — примерно с лоб Линкольна на одноцентовой монете — делал его сложным объектом для изучения, особенно с учетом того, что ДНК из окаменелостей Ла-Бреи еще не удалось извлечь. Вместо этого Джордж сравнивала структуру семян с другими видами можжевельника — единственным способом раскрыть его личность. Это потребовало кропотливого сравнения с использованием продвинутой микроскопии, анализа изображений и моделирования распределения видов (SDM), пока команда не пришла к окончательному ответу.
Хотя климат определенно сыграл роль в локальном вымирании, команда считает, что пожары, вызванные людьми, также могли внести свой вклад, как и в случае с гигантскими млекопитающими. В более жарком и сухом климате даже растения, хорошо адаптированные к засухе, не могли пережить дополнительный стресс от человеческих пожаров. Это особенно верно для растений, не приспособленных к лесным пожарам: в отличие от многих других хвойных пород, можжевельник плохо переносит пожары и плохо восстанавливается после них. Это открытие подчеркивает угрозу, с которой можжевельники продолжают сталкиваться из-за антропогенного изменения климата, и может повлиять на будущие усилия по сохранению.
«Сегодня мы наблюдаем очень резкое сокращение численности этих деревьев на юго-западе из-за потепления и увеличения числа лесных пожаров, вызванных современным изменением климата. Поэтому прямая летопись того, как это могло происходить в прошлом, какие факторы играли роль и где были эти границы, невероятно важна, — говорит Джордж. — Это дает нам лучшую основу для понимания базового климата и окружающей среды, чтобы контекстуализировать изменения в другой растительной жизни и фауне, которые мы наблюдаем в эти периоды значительных перемен в прошлом. По мере улучшения нашей способности точно датировать окаменелости, древняя жизнь Ла-Бреи раскрывает все более подробную информацию».