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Nature Communications volume 12, numero articolo: 7120 (2021) Citare questo articolo
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La grossolanità temporale e spaziale dei reperti fossili della megafauna complica i tentativi di districare gli impatti relativi del cambiamento climatico, della ristrutturazione degli ecosistemi e delle attività umane associate alle estinzioni del tardo Quaternario. I progressi nell’estrazione e nell’identificazione del DNA antico che è stato disperso nell’ambiente e conservato per millenni nei sedimenti ora forniscono un modo per aumentare gli assemblaggi paleontologici discontinui. Qui presentiamo un record di DNA sedimentario antico (sedaDNA) di 30.000 anni derivato da limi di permafrost loessal nella regione del Klondike nello Yukon, in Canada. Osserviamo un sostanziale ricambio nella composizione dell'ecosistema tra 13.500 e 10.000 anni solari fa con l'aumento degli arbusti legnosi e la scomparsa dell'ecosistema della steppa dei mammut (steppa-tundra). Identifichiamo anche un segnale persistente di Equus sp. (cavallo nordamericano) e Mammuthus primigenius (mammut lanoso) in più siti che persistono migliaia di anni dopo la loro presunta estinzione dai reperti fossili.
Gli esseri umani si sono evoluti e dispersi in tutti i continenti in un'epoca dominata da giganteschi mammiferi terrestri. La megafauna (massa corporea ≥ 44 kg) esiste oggi in densità comparabili solo all'interno di piccoli rifugi (soprattutto in Africa), dove la maggior parte delle loro popolazioni è in stato di declino e molte di queste specie sono minacciate o in via di estinzione1,2. Si ritiene che le ripercussioni ecologiche associate alla perdita del tardo Pleistocene (130.000-11.700 anni prima del presente [BP]) di circa 101 dei 150 generi3 dei più grandi animali terrestri della Terra abbiano ristrutturato la biosfera terrestre, influenzando la composizione e la diversità della vegetazione, la biogeochimica e il clima sistemi di feedback4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. Alcuni sostengono che questo riassetto degli ecosistemi terrestri, compresi massicci spostamenti dell'area biogeografica, estirpazioni locali ed estinzioni diffuse, sia il risultato diretto del rapido cambiamento climatico e dei conseguenti feedback ambientali durante il tardo Pleistocene14,15,16,17. Altri sostengono18,19,20,21,22,23 che la colpa sia di fattori specifici dell’ultimo periodo glaciale, come la coincidente dispersione di un nuovo predatore: l’Homo sapiens. È probabile che nessun singolo fattore possa spiegare l’entità sfalsata di tali perdite a livello globale, ma piuttosto che ciascun ecosistema ha subito una serie variabile di pressioni che si aggravano a livello locale17,24,25. I processi tafonomici sfidano i tentativi di distinguere le sfumature paleoecologiche delle estinzioni del tardo Quaternario (LQE), richiedendo stime relativamente precise per il declino della popolazione megafaunale e le date dell'ultima apparizione26,27, per i tempi dei cambiamenti ecologici (ad esempio cambiamenti nella struttura delle comunità vegetali), così come per quanto riguarda le robuste prove archeologiche degli impatti antropici.
Nel caso della Beringia orientale (regioni non ghiacciate dello Yukon, Canada e Alaska, USA), Guthrie16, Mann et al.28,29, e Rabanus-Wallace et al.30 sostengono che l'espansione degli arbusti legnosi e delle torbiere in seguito ad un aumento dell'umidità Il regime durante il tardo Pleistocene fu il principale responsabile della perdita di megafauna erbivora, tra cui mammut, cavalli e bisonti. Al contrario, Zimov et al.23,31 sostengono che l'estirpazione della megafauna ha preceduto un aumento degli arbusti legnosi, con la perdita di megaerbivori chiave di volta che ha portato alla scomparsa del bioma della steppa dei mammut, dominato dai graminoidi e dal forb5,31,32,33. Distinguere i tempi relativi della ristrutturazione ecologica dal declino della popolazione megafaunistica spesso supera la risoluzione34 dei registri del Quaternario.
Qui presentiamo i dati di ibridazione catturata arricchita di DNA sedimentario antico (sedaDNA) derivati da limi loessal conservati nel permafrost (Fig. 1, Tabella 1) e recuperati da quattro siti nei giacimenti auriferi del Klondike, una regione non ghiacciata del territorio centro-occidentale dello Yukon, Canada35 —risalente a ca. 30.000–4000 anni calibrati (di calendario) prima del presente (cal BP). Questo lavoro si basa sui risultati metodologici riportati in Murchie et al.36 in cui il DNA del cavallo nordamericano (Equus caballus) e del mammut lanoso (Mammuthus primigenius) è stato inaspettatamente identificato in un campione di permafrost risalente a circa 9700 cal BP. Ciò fa risalire l'ultima prova macrofossile (come ossa, denti e tessuti molli) di questi animali in Alaska a circa 3300 anni. Una data così tarda è indicativa di una sostanziale gamma di fantasmi (popolazione criptica), un esteso intervallo spazio-temporale derivato da proxy paleoecologici che sono posteriori agli ultimi resti macrofossili37.