Onderzoekers van de Universiteit van Cincinnati bestudeerden de tanden van prehistorische paarden en bizons in het noordpoolgebied om meer te weten te komen over hun dieet in vergelijking met moderne soorten.

Wat ze vonden suggereert dat het Noordpoolgebied 40,000 jaar geleden een grotere diversiteit aan planten bezat die op hun beurt zowel meer – als meer diverse – grote dieren ondersteunden.

Het Noordpoolgebied is tegenwoordig spartaans vergeleken met het natuurrijke landschap tijdens de ijstijden van het Pleistoceen, tussen 12,000 en 2.6 miljoen jaar geleden, toen wilde paarden, mammoeten, bizons en andere grote dieren door de steppen en graslanden zwierven van wat nu Noord-Canada is. Noord-Europa, Alaska en Siberië. Beren met korte gezichten, grondluiaards en zelfs holenleeuwen noemden de 49e staat hun thuis.

Het Noordpoolgebied ondersteunde ook grotere populaties, zelfs vergeleken met de huidige spectaculaire kuddes kariboes die meer dan 750,000 dieren kunnen tellen. Het gebied herbergde tussen de zes en tien keer zoveel grote dieren als het huidige Noordpoolgebied.

“In het Pleistoceen was de diversiteit aan dieren in het wild zoveel groter dan we vandaag de dag zien”, zegt Joshua Miller, assistent-professor aan de Universiteit van Californië. “Het zag er heel anders uit. Een belangrijke vraag is waarom het Noordpoolgebied vandaag de dag in vergelijking zo verarmd is?”

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Paleogeografie, Paleoklimatologie, Paleo-ecologie.

Onderzoekers bestudeerden twee van de meest voorkomende grote dieren die tussen 12,000 en 40,000 jaar geleden leefden in wat nu Alaska is: paarden en steppenbizons, die beide zijn uitgestorven als gevolg van klimaatverandering, menselijke jacht of een combinatie van beide.

UC-promovendus en hoofdauteur Abigail Kelly maakte tandheelkundige afgietsels van fossiele exemplaren verkregen van het University of Alaska Museum en onderwierp de fossiele tanden aan een analyse van tandslijtage om het dieet van deze uitgestorven dieren te evalueren.

“Omdat voedingsmiddelen verschillende texturen hebben en op verschillende manieren met het glazuuroppervlak interageren, kunnen we naar verschillende diëten kijken”, zegt Kelly.

De tanden van plantenetende dieren vertonen verschillende tekenen van slijtage, afhankelijk van het soort voedsel waarop ze kauwen. Gras is bijzonder schurend omdat het silica bevat dat de tanden na verloop van tijd kan verslijten. Met het blote oog hebben grasetende dieren tanden met bottere slijtageprofielen (mesowear genoemd). Wanneer bekeken met een microscoop, vertonen de tanden parallelle krassen. Dieren die minder gras en meer bladeren van bomen, kruiden en struiken eten, hebben relatief scherpere tanden met minder microscopisch kleine krasjes.

UC-onderzoekers ontdekten dat de slijtagepatronen op de tanden van steppenbizons minder krassen vertoonden dan moderne bizons die voornamelijk gras eten, maar meer krassen dan Europese bizons, die zich waarschijnlijk voeden met meer houtachtige planten. Op dezelfde manier hadden prehistorische paarden tanden die andere slijtagepatronen vertoonden dan moderne paarden, wat erop wijst dat hun dieet minder schurende grassen bevatte. Prehistorische bizons en paarden aten waarschijnlijk een gevarieerder dieet dat rijk was aan breedbladige kruidachtige planten dan de huidige bizons en paarden. Maar de onderzoekers zeiden dat de microslijtagepatronen een weerspiegeling zouden kunnen zijn van het seizoensvoedsel dat het dier at in de maanden voordat het stierf.

De studie suggereerde dat het Noordpoolgebied een bredere mix van vegetatie had dan nu het geval is.

“Het lijkt erop dat de voeding van bizons en paarden niet zoveel verschilde. Ze aten voedsel met een vergelijkbare textuur”, zei Miller. “Maar hun fysiologie is heel anders. Bizons zijn voordarmfermentoren die voedsel anders verteren dan achterdarmfermentoren zoals paarden. Er is dus potentieel voor soorten om verschillende niveaus van voeding uit hetzelfde voedsel te halen.”

Het onderzoek is van groot belang voor het behoud van de bizons, waarop in de Verenigde Staten in de 1900e eeuw met uitsterven werd gejaagd. Populaties uit Canada werden in 2015 opnieuw geïntroduceerd in Alaska. Het grootste landdier van Noord-Amerika, de bosbizon, is een afstammeling van de vlaktebizon die ongeveer 10,000 jaar geleden naar het noorden migreerde en korte tijd naast de steppebizon leefde voordat hij deze verving.

Bioloog en co-auteur van het onderzoek Tom Seaton houdt toezicht op de herintroductie van bosbizons voor het Alaska Department of Fish and Game. Hij zei dat hun analyse belangrijke perspectieven biedt op de manier waarop diverse populaties herbivoren duizenden jaren geleden naast elkaar in het landschap van Alaska leefden, wat biologen zou kunnen helpen de behoeften van de hedendaagse bosbizon te begrijpen.

Volgens de tandanalyse van UC overleefden steppenbizons duizenden jaren langer dan paarden, ook al waren ze allebei afhankelijk van vergelijkbaar voedsel.

Maar het is waarschijnlijk dat de bizons en paarden zijn geëvolueerd om de hulpbronnen van het landschap op verschillende manieren te gebruiken – een fenomeen dat ‘niche-partitionering’ wordt genoemd. Paarden en bizons hebben ook belangrijke verschillen in de manier waarop ze voedsel verteren.

"Deze studie biedt inzichten voor het restauratieproject voor bizons in Alaska door middel van perspectieven op nicheverdeling tussen grote herbivoren in het moderne landschap van Alaska", aldus Seaton. “Mijn hoop is dat deze studie nog een stukje zal opleveren in de puzzel van het herstel van bizons in het noorden.”

Terwijl grazers zoals paarden en bizons in het Noordpoolgebied zijn uitgestorven, blijven browsers zoals elanden en kariboes, die voornamelijk van bladeren en houtachtige planten leven, bestaan.

"Wat interessant is, is waarom het de grazers zijn die uitsterven terwijl de browsers er doorheen komen," zei Miller.

Miller heeft talloze onderzoeksexpedities geleid tot diep in het Arctic National Wildlife Refuge per stijve opblaasbare boot om kariboegeweien te verzamelen om hun historische migraties te volgen.

“De impact van het klimaat op de vegetatie kan een plotselinge verschuiving teweegbrengen,” zei hij. “De koelere, drogere omgevingen van het late Pleistoceen zorgden ervoor dat megafauna kon gedijen. Maar het warme en natte klimaat van het Holoceen leidde tot de huidige natte toendravegetatie.”

Voor haar volgende project gaat promovendus Kelly de bizons en paarden in de Yukon die rond dezelfde tijd leefden onder de loep nemen.

“We zullen ons concentreren op het verhaal van hoe bizons reageerden op de veranderingen in het milieu van de afgelopen 50,000 jaar, toen het noordelijke klimaat veranderde van relatief milde omstandigheden naar extreem koud en droog tijdens de laatste ijstijd, en uiteindelijk een snelle opwarming naar het noordelijke klimaat. bosklimaat dat we vandaag de dag kennen”, zei ze. “Kunnen bizons hun dieet veranderen als reactie op veranderende vegetatie, of zitten ze vast in één niche?”

###