De siste 50.000 år har klimaet endret seg. Kaldest var det under istidens maksimum, da isen hadde størst utbredelse. For 10.000 år siden ble det varmere.

En internasjonal gruppe forskere har nå undersøkt hvordan plante- og dyrelivet endret seg i perioden. Forskere ved UiT Norges arktiske universitet og Universitetet i Bergen har deltatt.

Vegetasjonen i Nord-Amerika, Nord-Atlanteren og i Sibir var nokså lik frem til den siste istidens maksimum, fant forskerne ut.

• Les også på forskersonen.no: DNA-jakt ga svar: Tok menneskene eller klimaet livet av mammut og ullhåret neshorn?

Da kulden slapp taket ble det våtere og plantelivet forandret seg.

Studien tyder på at jakt ikke var den viktigste årsaken til mammutens og megafaunaens undergang i nord.

Mammut, bison og ullhåret neshorn holdt stand flere tusen år lenger enn det som har vært kjent før. Mennesket levde side om side med dyrene før de døde ut.

Har tatt prøver fra 74 plasser

Den nye studien er publisert i tidsskriftet Nature.

Forskerne har tatt sediment- og permafrostprøver fra 74 plasser i Arktis, blant annet i Norge, Sibir, Svalbard, Nord-Amerika og Grønland.

De har analysert hva slags DNA som finnes i prøvene. Slik fikk de vite hva slags planter som levde i ulike regioner og til forskjellige tider over de siste 50.000 år.

De fant også DNA fra dyr i prøvene. DNA-et kommer for eksempel fra hår, avføring og hudceller som har havnet på bakken.

Urteplanter og gress dominerte

– Det vi ser er at går vi tilbake til før siste istidsmaksimum, så var det en mer homogen steppe-tundra. Du fant ganske lignende vegetasjon i Alaska som i Canada og Sibir, sier Inger Greve Alsos.

Hun er professor i biologi ved UiT og er en av forskerne bak den nye studien.

For 50.000 år siden og frem til istidsmaksimumet var landskapet i nord altså preget av treløse stepper og tundra med permafrost og busker.

Urteplanter og gress dominerte. Planter i malurtslekten var vanlig. Trær og vannplanter holdt seg for det meste på lavere breddegrader på grunn av det kalde og tørre klimaet.

Vegetasjonen forandret seg

Planterikdommen økte frem til istidens maksimum for 26.000 til 19.000 år siden. Da var den globale gjennomsnittstemperaturen 7 grader kaldere enn i dag.

– Det var selvfølgelig en stor endring. Diversiteten av planter gikk ned. Store områder ble helt islagt, sier Greve Alsos.

Da istiden gikk mot slutten ble det mer trær, busker og vedaktige planter. Vier og bjørk fikk større utbredelse. Mangfoldet sank blant urteplantene. For 10.000 år siden var istiden over. Bærlyng og barskog ble vanligere.

Men utviklingen var ikke lik overalt. Vegetasjonen ble mer forskjellig i de ulike arktiske områdene. Det ble mye skog i Nord-Amerika for eksempel. Nordvest og i det sentrale Sibir forble det steppe-tundra, selv om noen kuldetilpassede arter ble byttet ut med mer varmekjære arter.

– Rundt Atlanteren spredte det seg en fuktig vegetasjon ettersom isen trakk seg tilbake, sier Greve Alsos.

Mer snø

Endringene i vegetasjon hadde trolig noe å si for de store beitedyrene mammut, hest, bison og ullhåret neshorn.

– Vi ser det at når vegetasjonen endrer seg så blir det også en nedgang i megafauna, sier Greve Alsos.

– Når isen begynte å trekke seg tilbake, ble det varmere. Så ser vi at det blir ikke bare varmere, det blir også økt nedbør.

Mer nedbør betydde også snø.

– Det handler nok mye om snødekke, at det blir for dyp snø. Vi kan ikke måle snødekke, men vi kan se på plantene at det ble våtere. Det kom planter som er tilpasset et beskyttende snølag.

Mammuter overlevde i tørre områder i Sibir

Forskerne fant ut at megafaunaen klarte seg i nord lenger enn det som har vært kjent før.

Basert på skjelletfunn var de seneste sporene av mammuter på fastlandet i Eurasia 10.700 år gamle inntil nå. Fra Alaska er det seneste funnet 13.800 år, ifølge studien.

De nye funnene viser at mammuter overlevde i Nord-Amerika i alle fall for inntil 8.600 år siden.

De holdt det gående lenger i Sibir. DNA fra Taymyrhalvøya i nord-sentrale Sibir viser at mammuter holdt til der så sent som for 3900 år siden.

– Deler av Sibir beholdt den produktive steppetundraen, sier Greve Alsos.

Forskerne skriver at det er på grunn av Sibirhøytrykket. Det ligger ofte veldig kalde og tørre luftmasser over Sibir. Det hindret nedising under istidens maksimum og ga tørrere forhold etterpå.

Dette kan være forklaringen på hvorfor mammuter klarte seg lengst i disse områdene.

– I andre områder blir det en annen vegetasjon som mammuten og megafaunaen kanskje ikke var så godt tilpasset, sier Greve Alsos.

Støtter ikke jakt-teori

Det var ikke slik at mammutene bukket under med en gang mennesket begynte å holde til i de samme områdene.

– Gitt at mennesker okkuperte Nord -Eurasia sporadisk fra minst 40.000 år siden og kontinuerlig etter 16.000 år, har de sent overlevende Taymyr-mammutene potensielt møtt og eksistert sammen med mennesker i minst et 20.000 års intervall, skriver forskerne i studien.

Forskerne skriver at dette ikke gir støtte til «overkill-» eller «blitzkrieg-modellen». Det er en teori om at mennesker utryddet megafaunaen raskt når de kom til et nytt sted. Menneskers inntog i nye områder passer tilsynelatende nokså godt med tidspunkt for utryddelser av store dyr.

– Det finnes bevis på at det har vært mammutjakt, men det tyder ikke på at det er slik at menneskene kommer inn, og så dør plutselig mammutene ut. De har eksitert sammen i tusener av år, sier Greve Alsos.

Klimaendringer ser ut til å ha vært viktigst

Forskerne fant også ut at hester, bison og ullhårede neshorn eksisterte flere tusen år senere i nord enn det som var kjent før.

De fant DNA fra neshorn som var 9.800 år gammelt og at hester fantes i Alaska for 7.900 år siden. Bisonen klarte seg i Sibir til i alle fall for 6.400 år siden.

Forskerne kjørte en modell for å se hva som påvirket distribusjonen av forskjellige dyr, inkludert hare, ulv, karibu og megafauna. De fant ingen effekt av mennesker på distribusjonen av dyr.

Resultatene peker altså mot at klima- og vegetasjonsendringer var den viktigste årsaken til at megafaunaen i nord døde ut.

– Våre resultater tyder på at utryddelsen kom da de siste lommene av steppe-tundra vegetasjonen til slutt forsvant, skriver forskerne.

Det ble våtere, varmere og steppene ble igjengrodd av skog eller erstattet med tundravegetasjon.

UiT bidro med stort DNA-bibliotek

Forskerne ved UiT har bidratt til studien med en stor DNA-database for planter.

Referansebiblioteket er laget ut fra plantene de har i herbariet ved Tromsø museum. Biblioteket inneholder over 1.500 plante-genomer som er brukt til å identifisere hva som fantes av DNA i jordprøvene.

– Spennende studie

Michael D. Martin er førsteamanuensis ved NTNU Vitenskapsmuseet og forsker på den evolusjonære historien til planter og dyr ved hjelp av genmateriale.

Han har ikke deltatt i studien.

– Jeg synes det er en superinteressant studie og en monumental innsats for å samle og analysere miljø-DNA-prøver fra så mange steder, skriver Martin på e-post til forskning.no.

Han skriver at forskerne brukte en metode som heter shotgun metagenomisk sekvensering. Det gjør at man kan identifisere DNA-fragmenter fra hele genomet til en art, og ikke bare noen få markører. Dette er nytt på en så stor skala.

– Studien genererte også en samling på over 1.500 plante-genomer for referansemateriale, noe som ikke er hørt om før, skriver han.

– De molekylære bevisene for sent overlevende mammutpopulasjoner i Nord-Amerika og Sibir er også superinteressant og like spennende.

Ligger massevis av informasjon og venter

I den nye studien viser forskerne hva som er mulig å hente ut av informasjon ved hjelp av DNA fra miljøet.

– Det er kanskje ikke så mange fossiler tilgjengelig for å spore nedgangen av istidens megafauna. Denne studien viser at fremover kan DNA fra miljøet brukes for å kartlegge disse endringene i en oppløsning uten sidestykke, skriver Michael D. Martin på e-post.

Den nye studien representerer et fremskritt i metode, sier Inger Greve Alsos.

– Det viser hvor mye informasjon som ligger der ute og bare venter på at vi skal hente den. Det ligger så mye informasjon der om effekten av klimaendringer på både planter og dyr.

Referanse:

Yucheng Wang, m. fl.: «Late Quaternary dynamics of Arctic biota from ancient environmental genomics», Nature, 20. oktober 2021.