Ямайская пещера хранит 4300-летнюю летопись рациона летучих мышей и климата в слоях гуано
Глубоко в ямайской пещере находится уникальное хранилище — слоистые отложения гуано (помёта летучих мышей), накапливавшиеся поколениями рукокрылых на протяжении 4300 лет.
Как и керны озёрных отложений или антарктического льда, эта колонна гуано высотой около 2 метров оставалась в значительной степени нетронутой. Новое исследование показывает, что она содержит информацию об изменениях климата и сдвигах в пищевых источниках летучих мышей за тысячелетия.
«Мы изучаем природные архивы и восстанавливаем естественную историю, в основном по озёрным отложениям. Насколько нам известно, это первый случай, когда учёные интерпретировали прошлый рацион летучих мышей», — сказал Жюль Бле, лимнолог из Университета Оттавы и соавтор нового исследования в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
Исследователи применили методы, используемые для изучения озёрных осадков, к отложениям гуано в пещере Home Away from Home Cave на Ямайке. Они извлекли вертикальный «керн» от верхнего слоя до древнейших отложений в основании и провели его биохимический анализ в лаборатории.
По данным учёных, в пещере в настоящее время обитает около 5000 летучих мышей пяти видов.
«Как и в озёрных отложениях по всему миру, отложения гуано фиксировали историю в чётких слоях. Они не были перемешаны», — отметил Бле. «Это огромное, непрерывное отложение, где радиоуглеродное датирование показывает возраст около 4300 лет для самых древних нижних слоёв».
Реконструкция диеты и климата по биохимическим маркерам
Исследование было сосредоточено на биохимических маркерах рациона — стеролах. Это семейство устойчивых химических веществ, производимых клетками растений и животных и входящих в пищу летучих мышей. Например, холестерин — хорошо известный стерол животного происхождения. Растения производят свои собственные характерные стеролы. Эти маркеры проходят через пищеварительную систему в экскременты и могут сохраняться в течение тысяч лет.
«Как работа, демонстрирующая возможности изучения помёта, это исследование открывает новые горизонты», — сказал Майкл Бёрд, исследователь изменений окружающей среды в тропиках из Университета Джеймса Кука (Квинсленд, Австралия), не участвовавший в исследовании. «Они значительно расширили набор методов, которые можно применять к отложениям гуано по всему миру».
Как и записи в осадочных и ледяных кернах, керн гуано из ямайской пещеры зафиксировал химические следы деятельности человека, такие как ядерные испытания и сжигание этилированного бензина. Это, наряду с радиоуглеродным датированием, помогло исследователям соотнести историю, записанную в гуано, с другими событиями в истории климата Земли.
«Мы сделали вывод из наших результатов, что климат прошлого повлиял на летучих мышей. Учитывая текущие изменения климата, мы ожидаем увидеть изменения в том, как летучие мыши взаимодействуют со средой», — сказала Лорен Галлант, исследователь из Университета Оттавы и соавтор исследования. «Это может иметь последствия для экосистем».
Ключевые находки
- Сравнивая относительное количество растительных и животных стеролов в керне гуано по мере углубления в слои, учёные выяснили, как группа видов летучих мышей в прошлом меняла использование разных пищевых ресурсов.
- Пик растительных стеролов по сравнению с животными был зафиксирован около 1000 лет назад, в период Средневекового климатического оптимума (900–1300 гг. н.э.), когда керны озёрных отложений в Центральной Америке указывают на необычно сухой климат в Америках. Аналогичный пик произошёл 3000 лет назад, в период Минойского климатического оптимума (около 1350 г. до н.э.).
- «Засухи, как правило, вредны для насекомых, — пояснил Бле. — Мы предположили, что в сухие периоды была предпочтительнее фруктовая диета».
- Исследование также выявило изменения в углеродном составе гуано, которые, вероятно, отражают появление сахарного тростника на Ямайке в XV веке.
«Поразительно, что они могут найти биохимические маркеры, которые всё ещё несут информацию спустя 4000 лет, — отметил Майкл Бёрд. — В тропиках всё разлагается быстро».
Подход, продемонстрированный в исследовании, может быть использован для получения экологической информации из отложений гуано по всему миру, даже тех, которым всего несколько сотен лет.
«Довольно часто вокруг нет озёр, и гуано предоставляет хороший вариант для получения информации о прошлом. Оно также содержит биологическую информацию, которой нет в озёрах», — сказал Бёрд. «Предстоит ещё много работы, и пещер в мире очень много».