Élet és tudomány

Zord idők apraja-nagyja

Megjelent az Élet és tudomány 2008. júliusi számában

Írta: Dr. Gasparik Mihály, Dr. Medzihradszky Zsófia

 A legutóbbi jégkorszak állatvilágában az egyik legfeltűnőbb jelenség, hogy a mára kihalt állatok között nagyon sok olyan fajt találunk, amelyek hatalmasra megnőttek. De mi volt az oka annak, hogy a mostoha körülmények ellenére állatkolosszusok sokasága lepte el Földünket?

A jégkorszak élővilágának furcsaságai még szembeszökőbbek, ha az akkori óriási termetű állatokat ma élő rokonaikhoz hasonlítjuk. Csak példaképpen: a barlangi medve és barlangi oroszlán körülbelül egyharmaddal volt nagyobb ma élő utódainál, ugyanígy a kihalt sztyeppi bölény vagy a gyapjas orrszarvú is sokkal nagyobbra nőtt napjaink bölényénél és orrszarvújánál.
Vajon mik lehettek a hajtóerői a hajdani megafaunák kialakulásának? Már maga a megafauna kifejezés is egy mesterségesen létrehozott gyűjtőnév, amely alatt az egy időben, egy területen élő nagy testű állatokat értjük. Nincs igazán jól definiálva, ugyanis arról is megoszlanak a vélemények, hogy milyen testtömeget tekintsünk határértéknek, amely alatt nem tartozik a megafaunába egy faj. A növényevők körében a legelterjedtebben használt érték a körülbelül 500 kilogramm (egy szarvasmarha átlagos testtömege is ennyit tesz ki). Ragadozók esetében persze ez az érték nem használható. Nézzük inkább, mi jellemző a legutóbbi jégkorszak, a pleisztocén megafaunáira, s hogy milyen okokra vezethető vissza a pleisztocén megafaunák kialakulása!
A régi nagyok – miniflórában
Fontos mindjárt az elején kihangsúlyoznunk, hogy a pleisztocén megafaunák esetében főleg emlősökről beszélhetünk, madarak csupán kisebb számban, hüllők pedig még alárendeltebben szerepelnek bennük.
Általában elmondhatjuk, hogy az emlősök több csoportjánál is egyre nagyobb testméretű fajok alakultak ki a törzsfejlődés során. Bizonyos csoportok éppen a pleisztocénre érték el fejlődésüknek azt a szakaszát, amikorra kialakultak ezek a nagyméretű fajok. Ez történt például a medvék, a macskafélék, a lovak, vízilovak és a szarvasok esetében. A pleisztocénre nézve azonban van még két folyamat, amely a megafaunák kialakulására vezetett. (Persze, le kell szögeznünk, hogy ezek nem választhatók szét egymástól, hanem összetetten hatottak az élővilágra.)
Az egyik a klímaváltozás, amelyhez tulajdonképpen szinte mindig kilyukadunk, ha a jégkorról van szó. A pleisztocén hideg éghajlata volt a nagytestű állatok kifejlődésének egyik mozgatórugója. A nagyobb testtömegű állatoknak ugyanis a testfelülete kisebb a tömegükhöz viszonyítva, mint a kisebb állatoknak. Ez azt eredményezi, hogy a nagyobb állatoknak kisebb a fajlagos hőleadása, azaz javul a test hőháztartása, márpedig ez kimondottan előnyös a zord klíma alatt élő fajoknál. Ezt a jelenséget a mai állatvilágban is tapasztalhatjuk több emlőscsoport esetében, bár nem általános érvényességgel. Az egymással közeli rokonságban lévő emlősfajok közül a hideg égöv alatt élők nagyobbak a mérsékelt égöv alatt élőknél, a meleg égöviek pedig a legkisebbek.
Míg az állatvilágra az jellemző, hogy az északon élők a délebbre lakó rokonaiknál nagyobb testű egyedek, addig a növényvilágra a fordítottja igaz. Míg ugyanannak a növénynemzetségnek – tekintsük példának a nyírfát – nálunk élő példányai, mint például a közönséges nyír (Betula pendula), több méter magasra megnőnek, addig északi rokonuk, a törpe nyír (Betula nana) a tundrán csak 10–20 centiméteres magasságot ér el. A füzet mi a vízpartokat kísérő fának ismerjük, északon a földből alig látszik ki. A legészakibb növényzeti öv, a tundra fátlan nyílt terület, melyet ilyen törpecserjésből, illetve kicsiny termetű, párnát alkotó lágyszárúakból álló növénytakaró jellemez. Magasabb termetű növények nem is igen élhetnek itt, az időjárási körülmények nem teszik ezt lehetővé. Az alacsony termetű növényeket beborító hó megvéd a fagyoktól, a kis levélfelület, vastag epidermisz csökkenti a fagy kiszárító hatását. Ugyanígy a fedőszőrök is védhetnek a hideg ellen.

A fű értéke
Visszatérve a pleisztocén megafaunákhoz, azt mondhatjuk, hogy kialakulásuk másik lényeges oka a táplálék jellegének megváltozása volt. Ez azonban szintén klimatikus okokra vezethető vissza. A jégkor alatt a nagy tömegű jégképződés miatt csökkent a körforgásban lévő víz mennyisége, ezáltal szárazabbá vált az éghajlat. Ez az erdős területek csökkenéséhez, egyidejűleg a füves területek növekedéséhez vezetett. A fű szinte korlátlan mennyiségű táplálékforrást jelentett a növényevőknek, ami több állatcsoportban is igazi óriások kifejlődését tette lehetővé. A nagy növényevők kialakulásával a húsevő állatok számára is új teríték került asztalra, ennek következtében hamarosan új, félelmetes ragadozók léptek színre.
Felmerülhet a kérdés, hogy miért a füves területek képesek nagyobb testű élőlényeket eltartani, hiszen első látásra egy erdőben sokkal nagyobb mennyiségű zöld takarmányt találhatnának. Az egyszikű növényeknek, köztük a pázsitfűféléknek azonban különleges jelentősége van a nagytestű növényevő állatok szempontjából. Míg a kétszikű növények osztódó (merisztéma) sejtjei főleg a hajtáscsúcsokon helyezkednek el, addig az egyszikűek esetében ez nem így van. Éppen ezért, ha egy kétszikű növényt lelegelnek, az állatok elfogyasztják a merisztémasejteket, s a növény nem tud tovább nőni. Ellenben ha a fűféléket legelik le, azok újra hajtanak és nőnek, így folyamatos táplálék-utánpótlással szolgálnak. Tápanyagtartalmuk jelentős részét elszáradás után is megőrzik, így a hó alól kikotorva is élelmül szolgálhatnak.
Minden földrészen végbementek az imént leírt folyamatok, a pleisztocénben minden kontinensen kialakultak a megafaunák. Nem is egy, hanem több, hiszen a jégkor 2,5 millió éve alatt ugyanazon a területen időben több megafauna is kifejlődött. Csak ízelítőül néhány példa. Dél-Amerika jellegzetes növényevő óriásai voltak a buzogányszerű farokkal ellátott, páncélos őstatuk, a Glyptodontidák. A legnagyobb közülük a Doedicurus volt, hossza megközelítette a 4 métert. A Glyptotherium kicsit elmaradt tőle a maga mintegy 3 méteres testhosszával.
 A csalitosokat hatalmas földilajhárok járták, a Megatherium americanum felegyenesedve úgy 6 méter magasan (!), szó szerint „fenn hordta az orrát”. A pleisztocén folyamán átvándorolt Észak-Amerikába is. A déli földrész legnagyobb ragadozóját a kardfogú macskafélék között találhatjuk. A Smilodon populator – 120 centiméteres marmagasságával – túltett észak-amerikai rokonán is, a közismert kardfogú „tigrisen” (Smilodon fatalis).
Ha már Észak-Amerikánál tartunk, elmondhatjuk, hogy a pleisztocénben talán itt alakult ki a maihoz képest legegzotikusabb állattársaság, megafauna. A jégkor végén három ősormányos is élt itt: egy masztodon (Mammut americanum) és két mamutféle, az Eurázsiából átvándorolt gyapjas mamut (Mammuthus primigenius) és a helyben kifejlődött kolumbiai mamut (Mammuthus columbi). A ragadozók között találjuk a már említett kardfogút, valamint a nála is nagyobb rövidorrú medvét (Arctodus simus). Különleges megafaunák alakultak ki egy-egy szigeten is. Például Új-Zélandon és környékén a madarak uralkodtak. A moák óriásira megnőtt, röpképtelen futómadarak voltak, a legnagyobbak magassága elérhette a 3,5 métert.
S vajon mi volt a mi házunk táján? Eurázsiában a megafaunák egy része az úgynevezett mamutsztyepphez kötődött. Itt élt egyebek között a gyapjas mamut (Mammuthus primigenius), a sztyeppi bölény (Bison priscus), a barlangi oroszlán (Panthera leo spelaea), a rénszarvas (Rangifer tarandus) és a gyapjas orrszarvú (Coelodonta antiquitatis).

Egy sajátos ökoszisztéma
Ha a nagytestű növényevőknek az elterjedését megfigyeljük, azt látjuk, hogy az eljegesedések idején jelentős mértékben fordultak elő a mai tundrák területén. Ezeken a területeken ma, egy felmelegedési szakaszban, a vegetáció fajszegény, a talajképződés folyamata lassú, a biológiai mállás igen kis mértékű. Az elhalt növényi részek a magas nedvességtartalom és a hideg éghajlat miatt inkább eltőzegesednek, belőlük nem képződik humusz. Ezek a területek tehát tápanyagban szegények. A mai tundranövényzetre nem jellemző a pázsitfüvek nagymérvű jelenléte, nem lenne képes megafaunát eltartani. Valami más növénytakaró kellett tehát, hogy a legutóbbi eljegesedés idején nagytermetű állatok sokasága ott éljen.
Az eljegesedések nem csupán hidegebbek voltak, de lényegesen szárazabbak is. Ez a szárazság – persze, a hőmérséklet-változással együtt – egészen más, ma már ismeretlen társulásokat alakított ki. Ezt a társulást ismerhetjük meg a mamutgyomor-tartalom vizsgálatán kívül a paleobotanikai, pollen- és makrofosszília vizsgálatok alapján. Egy Yukon környéki lelőhely adatai alapján, 18–19 ezer évvel ezelőtt a területet elsősorban pázsitfűfélék borították, de jelentős mennyiségben fordult elő az üröm is. Kisebb mennyiségben, de megtalálhatók a szegfűfélék, libatop, sások, boglárkák, fészkesvirágzatúak is. A fák és cserjék értéke az egy százalékot sem éri el.
Ez az utolsó eljegesedésre jellemző nevezetes ökoszisztéma a már említett „mamutsztyepp”. Talaja a mai tundrákénál sokkal termékenyebb volt, amely részben a jobban elbomló növényi anyagnak, részben az állandó, ásványi anyagokban gazdag löszutánpótlásnak volt köszönhető. Klímája kontinentális, száraz lehetett, a téli hótakaró sem volt túl vastag. A nyarak naposabbak voltak, a fagyott talaj mélyebb rétegekig felengedett.
A mohaszőnyeg sokkal ritkásabb lehetett, esetleg nem is létezett. A táj minden bizonnyal sokkal mozaikosabb volt, ami az élővilág nagyobb változatosságát is okozta. Ilyen területek lehettek a jégtakaró peremvidékén a poláris sivatagoktól délebbre, Alaszkában, Kelet-Szibériában, de a két terület közötti szárazföldi hídon, Beringiában is.
Az akkori növényzetről jó esetben első kézből is értesülhetünk, ha fagyott állattetemek gyomortartalmát megvizsgáljuk. Szerencsénkre több ilyen lelet is rendelkezésre áll, részletes adatsorokat ismerünk Szibéria keleti részéről és Észak-Amerikából. Talán a legfrissebb adat egy idén megjelent cikk, amely a 2002-ben Kelet-Szibériában, a Yukagir nevű lelőhelyen talált gyapjas mamut fosszíliáit elemzi. A maradványt radiokarbon módszerrel 22 500 évesre becsülték. A gyomorban megőrződött  pollen és makrofosszília elemzése alapján megállapították, hogy ebben az időben a területen nem nőtt erdő. Az állat tápcsatornájában nagy mennyiségben fordult elő törpe fűz levélmaradványa, illetve pázsitfűféle, szittyó és sásféle, utalva ezzel a mamut utolsó étkezésére, illetve a terület hajdani növénytakarójára.
Persze, sokkal délebbre is előfordultak mamutok. A kelet-európai síkságról nagyon érdekes számításokat közöltek orosz kutatók 2005-ben. Számolták az adott terület termőképességét, az ott élt növények tápanyagtartalmát és az afrikai elefántokat párhuzamként használva, rekonstruálták a mamutcsordák feltételezett legelési szokásait is. Az adatok alapján megállapították, hogy egy mamutcsorda a nyári időszakban napi 4 tonna élelmet fogyasztott, havonta 60–80 hektárnyi (0,6-0,7 négyzetkilométernyi), az egész nyár folyamán mintegy 10 négyzetkilométernyi területet legelt le. Ez volt a bőség időszaka. Télen változott a helyzet. Ahhoz, hogy túléljék a még keményebb hónapokat, legalább 2,5 tonna élelmet kellett naponta elfogyasztani, ez havonta 150 hektárnyi terület lelegelését jelentette. Miután a téli időszakban nehezebb a táplálékot megtalálni, egy tél túléléséhez 20–50 négyzetkilométernyi terület bizonyult elegendőnek.
Ebben az időben a Kárpát-medencében is éltek mamutok és más, nagy testű növényevők. Az alföldek nagy részét akkoriban füves-ürmös-libatopos sztyepnövényzet borította. Védettebb völgyekben, délre néző domboldalakon fás vegetáció is élhetett, az erdei fenyő maradványait ezeken a helyeken végig megtaláljuk. A nyugati területeken, a folyóvölgyekben előfordultak a jellegzetes törpecserjék, mint a törpenyír, sarki fűz és a magcsákó is.
Csak Afrikában maradt meg
A pleisztocén végén – és nagyon rövid idő alatt –eltűntek a megafaunák. Ilyen állatvilág csupán Afrikában maradt meg, ami nem véletlen, hiszen itt találunk ma is olyan füves területeket, amelyek elengedhetetlenül szükségesek egy megafauna fenntartásához. Más földrészeken (Eurázsiában, Észak-Amerikában) is találunk azért még túlélőket a hajdani megafaunákból, ilyen a jávorszarvas, a barna medve, a grizzli, a bölény.
A nagy testű állatok javarésze azonban eltűnt úgy 11 ezer éve. Ennek a kihalási eseménynek az okai nem teljesen tisztázottak még. Sokan a terjeszkedő emberiséget tartják felelősnek. Az ember egyaránt versengett az élőhelyekért a nagy növényevőkkel és a ragadozókkal is. Vadászatukkal, később pedig, a földművelés elterjedésével, egyre nagyobb területeket hódítottak meg maguknak, ezáltal csökkent az állatok természetes élettere.
Némely kutató járvány-elmélettel állt elő. Szerintük az ember olyan vírusok vagy baktériumok hordozója volt, amelyek megfertőzték az állatokat, s azok kihalását okozták. A magyarázat, mint általában, itt is összetett. Az biztos azonban, hogy a klímaváltozás igen nagy mértékben hatott az élővilágra. Mint már a sorozat előző cikkében is szó esett róla, az eljegesedés után, a felmelegedő, csapadékosabbá váló éghajlat, majd ennek következtében a hatalmas füves területek beerdősödése lényegesen lecsökkentette a nagytestű növényevők életterét. Mindenesetre a táplálék mennyiségének csökkenése egyik fontos oka volt kihalásuknak.