Liūtų žmogėdrų socioekologija užrašyta kaulų ir kailio izotopinėje sudėtyje
25 views
Skip to first unread message
Andrej S
Nov 13, 2009, 12:56:19 PM11/13/09
to G-mokslai
Liūtai - didžiausi šiuolaikiniai sausuminiai Afrikos plėšrūnai. Jie taip pat randami nedideliame žemės lopinėlyje ir Azijoje - Indijos Giro miške. Dar prieš kelis tūkstančius metų, liūtai buvo paplitę kur kas plačiau, kaip pačioje Afrikoje, taip ir Eurazijoje. O Pleistoceno pabaigoje, liūtai gyveno netgi Šiaurės ir Pietų Amerikose (tiesa, dėl paskutinių, vis dar vyksta ginčai ar tai ta pati Panthera leo rūšis su Panthera leo atrox porūšiu, ar artima atskira panterinių rūšis Panthera atrox).
Toks milžiniškas pradinis paplitimas, rodo kad du dalykus - tai kad liūtas buvo labai sėkminga rūšis (tai paaiškinsiu vėliau); bei kad ji stipriai neigiamai sąveikavo su žmogumi, ko rezultatas yra vėlesnis stipriai sumažėjęs arealas. Tai kad liūtas pradžioje buvo taip plačiai paplitęs, susiję su jų ekologiniu lankstumu. Dabartinių liūtų tyrimai rodo, kad priklausomai nuo aplinkos, liūtai medžioja praktiškai visus prieinamus sausuminius žinduolius - nuo pelių iki dramblių. Liūtas yra adaptyvus socialumo atžvilgiu, būdamas labai stambus plėšrūnas, jis gali sumedžioti stambų grobi kaip vienišas individas; o milžiniškam ir pavojingam grobiui sumedžioti, liūtai gali kooperuotis į stambius praidus su sudėtinga medžiojimo techniką, priklausomą nuo aukos tipo. Paskutiniai biomechaniniai tyrimai parodė kad liūtas taip pat turi stipriausią žandikaulių sukandimą tarp visų dabartinių sausuminių plėšrių žinduolių, kur kas stipresnį nei kardadančio - Smilodon fatalis (McHenry, 2007). Tuo tarpu antras aspektas susijęs su paplitimu, tai kad jis drastiškas sumažėjo per paskutinius 12 tūkst. metų, veikiausiai daugumoje yra susijęs su tiesiogine antagosnistine sąveika su žmogumi. Liūtai yra pavojingi gyvūnai žmogui ir dažnai mus medžiodavo (bei vis dar medžioja, teritorijose kur jie yra išlikę pakankamais kiekiais). Kitas aspektas yra tas kad liūtai be visa ko yra konkurentai žmogui medžioklėje, bei naikina naminius gyvulius (po to kai tokie buvo išveisti).
Paskutiniame PNAS žurnalo numeryje, zoologai ištyrė kaip taip įvyksta kad liūtai tampa žmogėdromis (t.y. pakeičia savo maistinę specializaciją), naudodamiesi kaulų kolageno ir plaukų keratino izotopiniais tyrimais, nagrinėjant du žinomiausius žmogėdras - liūtus iš Tsavo vietovės Afrikoje. Du liūtai iš Tsavo, 1898 metais pagal skirtingus apskaičiavimus nužudė nuo 28 iki 135 žmonių (pagrinde geležinkelio statytojus). Apie šį įvykį buvo pastatyti net 3 vaidybiniai filmai, kaip pvz. "Vaiduoklis ir Tamsa" (šiame filme liūtai klaidingai pavaizduoti su karčiais, nbet seniai žinoma kad Tsavo vietovės liūtų patinai turi neišreikštus karčius ir išoriškai panašus į pateles). Dabar, šių dviejų nušautų žmogėdrų liūtų iškamšos eksponuojamos Čikagos Field muziejuje. Šiuos eksponatus kaip tik tyrimo autoriai ir panaudojo, aiškinantis jų gyvenimo istorijas.
Mokslininkus domino, kokiu būdu, kada, kaip ir kodėl liūtai pakeitė savo maistinę specializaciją. Kaip jau minėta, buvo panaudota kolageno ir keratino medžiaga delta13C ir delta15N izotopinei analizei (dažniausiai ši technika naudojama paleontologiniuose tyrimuose, kai tiesiogiai negalima stebėti grobio suvartojimo, bet tinka ir trumpalaikių istorinių duomenų analizei). Pirmuoju atveju, izotopinė sudėtis atspindi dietą per paskutinius kelis gyvenimo metus, tuo tarpu antru atveju kelių paskutinių mėnesių laikotarpyje.
Vykstant medžiojamų aukų populiacijų sumažėjimui, ekologų seniai yra pastebėta, kad pasikeičia ir plėšrūnų elgesys - jie dažnai pakeičia savo maistinę specializaciją. Tačiau tai labai sunku nustatyti socialiniuose plėšrūnuose, dėl jų sudėtingesnio elgesio kai atsiranda naujos savybės - pvz. sukčiavimas, atsilikėlių buvimas ir pan., kurios gali būti nenaudingos grupei ir tokiu būdu neleisti kooperuotis grupei sunkiu metu. Todėl anksčiau minėtas kooperatyvios žmogedrystės atvejis yra ypač įdomus. Tuo metu kai šie liūtai tapo žmogėdromis, vienu metu sutapo keli įvykiai. Visu pirma, sumažėjo augalėdžių populiacija dėl stiprios sausros bei bovidų epidemijos bei tuo pat metu Tsavo teritorijoje padidėjo žmonių kiekis (vietiniai afrikiečiai ūkininkai bei indai darbuotojai - geležinkelio statytojai), dėl to kad tuo metu ten buvo tiesiamas Ugandos geležinkelis. Kaip manoma, žmogedrystę paskatino dar ir tai kad liūtai turėjo dantų pažeidimus, kas automatiškai pasunkino stambaus ir stipriai besigrumiančio grobio medžioklę. Nušautus Tsavo liūtus ir jų dantų defektus galite pamatyti prisegtose nuotraukose iš apžvelgiamo straipsnio (Yeakela et al., 2009) - Tsavo_liutai.jpg.
Minėti izotopų santykiai buvo pamatuoti nušautų liūtų kauluose ir kailiuose. 13C/12C santykis rodo kokį maistą naudoja aukos, ar C3 ar C4 fotosintetinančius augalus (ar krūmų ir medžių lapus ar žolę), tuo tarpu 15N/14N izotopų santykis parodo trofinį organizmo lygį (didėja, didėjant trofiniam lygiui). Šie izotopiniai santykiai aprašo nišų erdvę nagrinėjamoje ekosistemoje. Kolagenas atspindi daugemetę dietą, todėl kad jis labai lėtai keičiamas kauluose, tuo tarpu plaukai nusako ką valgė lūtas per paskutinius mėnesius. Taip pat, tyrimo metu buvo išanalizuoti ir raumenų bei odos pavyzdžiai, kurie parodo ką valgė liūtai per paskutines savo gyvenimo savaites. Tam kad išaiškinti ar analizės rezultatai yra patikimi, buvo išanalizuoti ir dabartiniai Tsavo vietovės liūtai.
Tam kad tiksliai nustatyti koks grobis ir kuriuo metu labiau prisidėdavo prie nagrinėjamų liūtų dietos, buvo izotopiškai išanalizuotas dabartinių augalėdžių ir suvalgytų žmonių aukų dantų kolagenas. Dėl to kad izotopinė sudėtis yra tolygus kintamasis ir liūtų izotopiniai santykiai yra jų maistinių organizmų santykių mišinys, tam kad atskirti kiek kokio grobio buvo sunaudota, panaudota Bajesinė metodika tikėtiniausios maisto sudėties išaiškinimui.
Kaip ir tikėtasi, tyrimas parodė kad pradžioje plėšrūnai medžiojo žolėdžius augalėdžius ir vėliau perėjo į sumaišyta dieta kuri susidėjo iš mišrios-mitybos augalėdžių, besiganančių augalėdžių ir žmonių. Apskaičiavimai paremti tuo kad vidutiniškai, liūtas turi suvalgyti apie 6 kg mėsos, o sumedžiojus žmogų, jie suvalgydavo apie 20 kg žmogaus iš apytiksliai 80 kg. Pagal apskaičiavimus, vienas liūtas per paskutinius mėnesius suvartojo 3,1 žmogaus (apie 13 % maisto) o antras 8,5 žmogaus (30 % maisto). Ekstrapoliuojant 9 mėnesius į praeitį, nustatyta kad tikėtiniausia kad liūtai sumedžiojo per tą laikotarpį apie 35 žmones (tikėtinai nuo 4 iki 72 žmonių; su atitinkamai 5 % ir 95 % Bajesiniais pasikliauties intervalais). Prisegtame paveikslėlyje iš nagrinėjamo straipsnio - Liutu_izotopine_ekologija.jpg, galite pamatyti kaip pasikeitė liūtų maistas (balti rutuliukai schemoje kairėje - kolageno duomenys (ilgamečiai) o juodi - plaukų keratino duomenys (paskutinio mėnesio)). Pasiskirstymai, parodyti paveiksliuke iš dešinės parodo, koks tikėtinumas kad tam tikras aukos tipas prisidėjo prie liūto dietos, parodyti dviejų liūtų keratino ir kolageno tyrimų duomenys.
Kaip mini autoriai savo straipsnyje, nedidelės liūtų koalicijos yra suboptimalios medžiojimo atžvilgiu. Tačiau krūmynų aplinkoje, tai gali būti naudingas elgesys, nes dažnai ir šiuo metu Tsavo vietovėje liūtai sudaro nedidelius praidus. Kaip rodo izotopiniai tyrimai, nors liūtai bendradarbiavo medžiojant žmones (vykdant specializuotą reto ir rizikingo grobio medžioklę), jie turėjo nevienodą maistinę specializaciją, nes vienas iš jų suvartojo kur kas daugiau žmonių nei kitas. Manoma, kai medžiojamas nedidelis grobis, juo gali būt kad dalintasi su praido patelėmis, todėl antras patinas nevisad pasimaitindavo žmonėmis. Nors gal būt dietiniai skirtumai egzistavo iš pat pradžiu ir liūtų skoniai tiesiog skyrėsi. Kaip teigia autoriai, šis tyrimas rodo kad sunkėjant salygoms ir trūkstant maisto, padidėja specializacija grobiui ir socialiniuose plėšrūnuose. Todėl, kaip manoma žmonių ir jų protėvių medžioklė galėjo būti ilgalaikė atsarginė strategija liūtų išgyvenime, trūkstant grobio.
Tai tiek kol kas apie liūtų ir žmonių ekologinius santykius.
Nuorodos:
Yeakela Justin D., Bruce D. Patterson, Kena Fox-Dobbs, Mercedes M. Okumura, Thure E. Cerling, Jonathan W. Moore, Paul L. Koch and Nathaniel J. Dominy. Cooperation and individuality among man-eating lions. PNAS November 10, 2009. Vol. 106 no. 45 p. 19040-19043 - Straipsnis PNAS žurnale apie liūtų žmogėdrų iš Tsavo vietovės, kooperacinio elgesio ypatybių išaiškinimą.
McHenry Colin R. , Stephen Wroe, Philip D. Clausen, Karen Moreno and Eleanor Cunningham. Supermodeled sabercat, predatory behavior in Smilodon fatalis revealed by high-resolution 3D computer simulation. PNAS October 9, 2007 vol. 104 no. 41, p. 16010-16015 - Straipsnis PNAS žurnale apie skaitmeninį smilodono ir liūto kaukolių mechaninį modeliavimą, stengiantis nustatyti kaip sukandimo metu pasiskirsto slėgis ir deformacija.
--
AS
Toks milžiniškas pradinis paplitimas, rodo kad du dalykus - tai kad liūtas buvo labai sėkminga rūšis (tai paaiškinsiu vėliau); bei kad ji stipriai neigiamai sąveikavo su žmogumi, ko rezultatas yra vėlesnis stipriai sumažėjęs arealas. Tai kad liūtas pradžioje buvo taip plačiai paplitęs, susiję su jų ekologiniu lankstumu. Dabartinių liūtų tyrimai rodo, kad priklausomai nuo aplinkos, liūtai medžioja praktiškai visus prieinamus sausuminius žinduolius - nuo pelių iki dramblių. Liūtas yra adaptyvus socialumo atžvilgiu, būdamas labai stambus plėšrūnas, jis gali sumedžioti stambų grobi kaip vienišas individas; o milžiniškam ir pavojingam grobiui sumedžioti, liūtai gali kooperuotis į stambius praidus su sudėtinga medžiojimo techniką, priklausomą nuo aukos tipo. Paskutiniai biomechaniniai tyrimai parodė kad liūtas taip pat turi stipriausią žandikaulių sukandimą tarp visų dabartinių sausuminių plėšrių žinduolių, kur kas stipresnį nei kardadančio - Smilodon fatalis (McHenry, 2007). Tuo tarpu antras aspektas susijęs su paplitimu, tai kad jis drastiškas sumažėjo per paskutinius 12 tūkst. metų, veikiausiai daugumoje yra susijęs su tiesiogine antagosnistine sąveika su žmogumi. Liūtai yra pavojingi gyvūnai žmogui ir dažnai mus medžiodavo (bei vis dar medžioja, teritorijose kur jie yra išlikę pakankamais kiekiais). Kitas aspektas yra tas kad liūtai be visa ko yra konkurentai žmogui medžioklėje, bei naikina naminius gyvulius (po to kai tokie buvo išveisti).
Paskutiniame PNAS žurnalo numeryje, zoologai ištyrė kaip taip įvyksta kad liūtai tampa žmogėdromis (t.y. pakeičia savo maistinę specializaciją), naudodamiesi kaulų kolageno ir plaukų keratino izotopiniais tyrimais, nagrinėjant du žinomiausius žmogėdras - liūtus iš Tsavo vietovės Afrikoje. Du liūtai iš Tsavo, 1898 metais pagal skirtingus apskaičiavimus nužudė nuo 28 iki 135 žmonių (pagrinde geležinkelio statytojus). Apie šį įvykį buvo pastatyti net 3 vaidybiniai filmai, kaip pvz. "Vaiduoklis ir Tamsa" (šiame filme liūtai klaidingai pavaizduoti su karčiais, nbet seniai žinoma kad Tsavo vietovės liūtų patinai turi neišreikštus karčius ir išoriškai panašus į pateles). Dabar, šių dviejų nušautų žmogėdrų liūtų iškamšos eksponuojamos Čikagos Field muziejuje. Šiuos eksponatus kaip tik tyrimo autoriai ir panaudojo, aiškinantis jų gyvenimo istorijas.
Mokslininkus domino, kokiu būdu, kada, kaip ir kodėl liūtai pakeitė savo maistinę specializaciją. Kaip jau minėta, buvo panaudota kolageno ir keratino medžiaga delta13C ir delta15N izotopinei analizei (dažniausiai ši technika naudojama paleontologiniuose tyrimuose, kai tiesiogiai negalima stebėti grobio suvartojimo, bet tinka ir trumpalaikių istorinių duomenų analizei). Pirmuoju atveju, izotopinė sudėtis atspindi dietą per paskutinius kelis gyvenimo metus, tuo tarpu antru atveju kelių paskutinių mėnesių laikotarpyje.
Vykstant medžiojamų aukų populiacijų sumažėjimui, ekologų seniai yra pastebėta, kad pasikeičia ir plėšrūnų elgesys - jie dažnai pakeičia savo maistinę specializaciją. Tačiau tai labai sunku nustatyti socialiniuose plėšrūnuose, dėl jų sudėtingesnio elgesio kai atsiranda naujos savybės - pvz. sukčiavimas, atsilikėlių buvimas ir pan., kurios gali būti nenaudingos grupei ir tokiu būdu neleisti kooperuotis grupei sunkiu metu. Todėl anksčiau minėtas kooperatyvios žmogedrystės atvejis yra ypač įdomus. Tuo metu kai šie liūtai tapo žmogėdromis, vienu metu sutapo keli įvykiai. Visu pirma, sumažėjo augalėdžių populiacija dėl stiprios sausros bei bovidų epidemijos bei tuo pat metu Tsavo teritorijoje padidėjo žmonių kiekis (vietiniai afrikiečiai ūkininkai bei indai darbuotojai - geležinkelio statytojai), dėl to kad tuo metu ten buvo tiesiamas Ugandos geležinkelis. Kaip manoma, žmogedrystę paskatino dar ir tai kad liūtai turėjo dantų pažeidimus, kas automatiškai pasunkino stambaus ir stipriai besigrumiančio grobio medžioklę. Nušautus Tsavo liūtus ir jų dantų defektus galite pamatyti prisegtose nuotraukose iš apžvelgiamo straipsnio (Yeakela et al., 2009) - Tsavo_liutai.jpg.
Minėti izotopų santykiai buvo pamatuoti nušautų liūtų kauluose ir kailiuose. 13C/12C santykis rodo kokį maistą naudoja aukos, ar C3 ar C4 fotosintetinančius augalus (ar krūmų ir medžių lapus ar žolę), tuo tarpu 15N/14N izotopų santykis parodo trofinį organizmo lygį (didėja, didėjant trofiniam lygiui). Šie izotopiniai santykiai aprašo nišų erdvę nagrinėjamoje ekosistemoje. Kolagenas atspindi daugemetę dietą, todėl kad jis labai lėtai keičiamas kauluose, tuo tarpu plaukai nusako ką valgė lūtas per paskutinius mėnesius. Taip pat, tyrimo metu buvo išanalizuoti ir raumenų bei odos pavyzdžiai, kurie parodo ką valgė liūtai per paskutines savo gyvenimo savaites. Tam kad išaiškinti ar analizės rezultatai yra patikimi, buvo išanalizuoti ir dabartiniai Tsavo vietovės liūtai.
Tam kad tiksliai nustatyti koks grobis ir kuriuo metu labiau prisidėdavo prie nagrinėjamų liūtų dietos, buvo izotopiškai išanalizuotas dabartinių augalėdžių ir suvalgytų žmonių aukų dantų kolagenas. Dėl to kad izotopinė sudėtis yra tolygus kintamasis ir liūtų izotopiniai santykiai yra jų maistinių organizmų santykių mišinys, tam kad atskirti kiek kokio grobio buvo sunaudota, panaudota Bajesinė metodika tikėtiniausios maisto sudėties išaiškinimui.
Kaip ir tikėtasi, tyrimas parodė kad pradžioje plėšrūnai medžiojo žolėdžius augalėdžius ir vėliau perėjo į sumaišyta dieta kuri susidėjo iš mišrios-mitybos augalėdžių, besiganančių augalėdžių ir žmonių. Apskaičiavimai paremti tuo kad vidutiniškai, liūtas turi suvalgyti apie 6 kg mėsos, o sumedžiojus žmogų, jie suvalgydavo apie 20 kg žmogaus iš apytiksliai 80 kg. Pagal apskaičiavimus, vienas liūtas per paskutinius mėnesius suvartojo 3,1 žmogaus (apie 13 % maisto) o antras 8,5 žmogaus (30 % maisto). Ekstrapoliuojant 9 mėnesius į praeitį, nustatyta kad tikėtiniausia kad liūtai sumedžiojo per tą laikotarpį apie 35 žmones (tikėtinai nuo 4 iki 72 žmonių; su atitinkamai 5 % ir 95 % Bajesiniais pasikliauties intervalais). Prisegtame paveikslėlyje iš nagrinėjamo straipsnio - Liutu_izotopine_ekologija.jpg, galite pamatyti kaip pasikeitė liūtų maistas (balti rutuliukai schemoje kairėje - kolageno duomenys (ilgamečiai) o juodi - plaukų keratino duomenys (paskutinio mėnesio)). Pasiskirstymai, parodyti paveiksliuke iš dešinės parodo, koks tikėtinumas kad tam tikras aukos tipas prisidėjo prie liūto dietos, parodyti dviejų liūtų keratino ir kolageno tyrimų duomenys.
Kaip mini autoriai savo straipsnyje, nedidelės liūtų koalicijos yra suboptimalios medžiojimo atžvilgiu. Tačiau krūmynų aplinkoje, tai gali būti naudingas elgesys, nes dažnai ir šiuo metu Tsavo vietovėje liūtai sudaro nedidelius praidus. Kaip rodo izotopiniai tyrimai, nors liūtai bendradarbiavo medžiojant žmones (vykdant specializuotą reto ir rizikingo grobio medžioklę), jie turėjo nevienodą maistinę specializaciją, nes vienas iš jų suvartojo kur kas daugiau žmonių nei kitas. Manoma, kai medžiojamas nedidelis grobis, juo gali būt kad dalintasi su praido patelėmis, todėl antras patinas nevisad pasimaitindavo žmonėmis. Nors gal būt dietiniai skirtumai egzistavo iš pat pradžiu ir liūtų skoniai tiesiog skyrėsi. Kaip teigia autoriai, šis tyrimas rodo kad sunkėjant salygoms ir trūkstant maisto, padidėja specializacija grobiui ir socialiniuose plėšrūnuose. Todėl, kaip manoma žmonių ir jų protėvių medžioklė galėjo būti ilgalaikė atsarginė strategija liūtų išgyvenime, trūkstant grobio.
Tai tiek kol kas apie liūtų ir žmonių ekologinius santykius.
Nuorodos:
Yeakela Justin D., Bruce D. Patterson, Kena Fox-Dobbs, Mercedes M. Okumura, Thure E. Cerling, Jonathan W. Moore, Paul L. Koch and Nathaniel J. Dominy. Cooperation and individuality among man-eating lions. PNAS November 10, 2009. Vol. 106 no. 45 p. 19040-19043 - Straipsnis PNAS žurnale apie liūtų žmogėdrų iš Tsavo vietovės, kooperacinio elgesio ypatybių išaiškinimą.
McHenry Colin R. , Stephen Wroe, Philip D. Clausen, Karen Moreno and Eleanor Cunningham. Supermodeled sabercat, predatory behavior in Smilodon fatalis revealed by high-resolution 3D computer simulation. PNAS October 9, 2007 vol. 104 no. 41, p. 16010-16015 - Straipsnis PNAS žurnale apie skaitmeninį smilodono ir liūto kaukolių mechaninį modeliavimą, stengiantis nustatyti kaip sukandimo metu pasiskirsto slėgis ir deformacija.
--
AS
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages