Немного о мамонтах

Сегодня мы поговорим о мамонтах. Это животное является одним из символов Костенок, он находится в логотипе музея, и большинство посетителей едут в Костенки, чтобы увидеть мамонта и его кости, и лишь потом, к своему удивлению, узнают, что мировую известность этому селу принес отнюдь не мамонт, а уникальный комплекс стоянок эпохи каменного века. Сегодня наш гость — Екатерина Петрова, кандидат биологических наук, научный сотрудник Зоологического института Российской академии наук. Музей этого института с детства знаком всем петербуржцам и большинству приезжих во многом благодаря своей знаменитой коллекции «мамонтовой фауны», одной из лучших в мире. Поэтому сотрудники института знают про мамонтов не понаслышке. К тому же, Екатерина постоянный сотрудник Костенковской экспедиции и очень неплохо осведомлена о том, какие именно мамонты жили в Костенках. Тема мамонтов безгранична: животное, ставшее символом последней ледниковой эпохи, достаточно неплохо изучено. В будущем мы планируем возвращаться к этой теме в аспекте происхождения и вымирания вида, его распространения, его взаимодействия с другими видами животных ледниковой эпохи и, конечно же, взаимоотношения человека и мамонта. Пока же поговорим о его внешнем виде и повадках, а также о самых интересных находках мамонтовых костей в Костенках.

•    Уже при постройке сторожевой крепости Костенск 370 лет назад люди обратили внимание на огромные кости невиданного зверя, находящиеся в земле. Не зная, какое дать им истолкование, придумали легенду о звере Индере. Петр I, бывший в Воронеже на строительстве флота, предположил, что это были кости боевых слонов Александра Македонского, преследовавшего в южнорусских степях царя Дария. Если не брать в расчет исторические неувязки, скажите, насколько наивно предположение Петра Алексеевича? Кости слона и мамонта действительно похожи?

 Крупные бивни и кости мамонта в общих чертах схожи с таковыми современных слонов, поэтому в 18 веке они относились к единственно известному в то время животному — слону. Ученые и обыкновенные люди пытались объяснить, как кости этих теплолюбивых животных могли оказаться в холодном климате не характерном для этих гигантов. Одним из таких объяснений как раз и является предположение Петра Великого. Оно не наивно и имеет право на существование, т.к. в то время знания о мамонте были чрезвычайно скудны. Например, европейский ученый Ханс Слоун в 1728 году исследовал зубы и бивни мамонта из Сибири и пришел к выводу, что это кости не чудовищ и не гигантов, а они принадлежали слонам. По его мнению, эти крупные животные были похоронены в Арктике во время библейского потопа. Он считал, что наводнение привело слонов от тропиков до Арктики, после чего там резко поменялся климат. Французский ученый Жорж Кювье в 1796 году предположил, что кости слонов, которые находят в Арктике, относятся к отдельному виду вымерших животных, а не к современным видам слонов. К сожалению, эта концепция в то время не имела широкой поддержки. После исследований Кювье, Иоганн Фридрих Блюменбах описал мамонта, как Elephas primigenius Blumenbach, 1799, поместив его в тот же род, что и индийского слона. Позже, Джошуа Брукс установил ряд морфологических отличий между мамонтом и индийским слоном и выделил это животное в отдельный род Mammuthus primigenius (Blumenbach, 1799).

• А как насчет внешнего облика животных? Каковы принципиальные отличия этих животных, не считая размеров и «утепленности» мамонта?

 Внешний вид мамонта известен по рисункам и скульптурам мастеров каменного века, а также по мерзлым трупам. Волосатый гигант был внушителен – его рост в холке достигал 3 метров, весил 5-6 тонн. Крупная голова с волосатым хоботом, крупными бивнями загнутыми внутрь, с небольшими, обросшими густым волосом, ушами, сидела на короткой шее. Столбообразные ноги были снабжены каждая тремя округлыми роговыми пластинками – ногтями на передней поверхности копытных фаланг. Мамонт имел ряд адаптаций связанных с холодными условиями обитания, которые его существенно отличают от современных слонов. Во-первых, у него были значительно меньшего размера уши — 30 см в длину, в отличие от африканского слона, у которого она составляет 180 см. Кроме этого, он имел короткий хвост и хобот. У мамонта были хорошо развиты сальные железы, благодаря которым улучшались теплоизоляционные свойства меха. Был хорошо развит подкожно-жировой слой (8 -10 см), как у китов, который защищал их от холода. Помимо этого, у мамонта в отличие от слонов была остроконечная голова, сильно развиты остистые отростки шейных позвонков, образующие высокий горб; зубы, приспособленные к перетиранию грубой растительной пищи, т.е. они были высокие и состояли из большого количества пластин; бивни крупных размеров (до 5 метров) и сильноизогнутые. Все вышеперечисленные признаки, отличающие мамонта от современных слонов общедоступны и понятны для большинства людей, но зоологи установили еще ряд морфологических, морфофизиологических характеристик по которым разделяют этих животных, и на которых мы останавливаться не будем.

• Зачем мамонту были нужны такие большие бивни? На первый взгляд они кажутся совсем ненужными образованиями: и носить тяжеловато, и сама конструкция громоздкая. И почему у самцов и самок этих животных они были разного размера?

 У ряда современных и вымерших млекопитающих можно проследить сильное развитие тех или иных органов (зубов, рогов и т.д.), которые в большинстве случаев используются для отпугивания и устрашения врагов и конкурентов, привлечения особей противоположного пола в брачный период и добычи корма. Что касается мамонта, возможно, он мог использовать крупные бивни для защиты от крупных хищников и во время брачного периода в качестве демонстрации силы и мощи. Хотя традиционно считается, что мамонты использовали бивни для добывания пищи из-под снега. На такие функциональные назначения бивней указывают стертости на их боковых и наружных сторонах. Возможно, молодые особи использовали маленькие бивни летом для обдирания коры деревьев – ивы, осины, лиственницы и ели.
Для большинства млекопитающих характерен половой диморфизм. Половой диморфизм – это анатомические и морфологические, морфометрические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов. У крупных млекопитающих в большинстве случаев он проявляется более крупными размерами самцов и более мелкими самок. Самцы мамонтов были значительно крупнее и тяжелее, имели длинные и сильно закрученные бивни, чем самки, у которых бивни были короче, тоньше и более прямые.

• Мамонт был травоядным животным, учитывая его большие размеры, ему было необходимо огромное кол-во биомассы, чтобы обеспечить такую тушу калориями. Как много приходилось ему съедать в день травы, какую растительную пищу он предпочитал?

  Пищевой рацион этих гигантов известен в результате исследования содержимого желудков и кишечников трупов, найденных в вечной мерзлоте. Так, например, в желудке Березовского мамонта были найдены небольшие злаки и осоки, со зрелыми семенами, а также побеги зеленых мхов. Содержимое желудка и кишечника Шандринского мамонта состояло на 90% из стеблей и листьев осок, пушицы и злаков. Меньшую часть составляли тонкие побеги кустарников — особенно ивы, березы, ольхи. Попадались также листики брусники и побеги гипновых и сфагновых мхов. Следует отметить, что данный пищевой комок в мороженном и слегка подсушенном виде весил более 250 кг. Скорей всего, эти животные требовали ежедневно 2-3 центнера рыхлой кормовой массы, как и современные слоны. Летом мамонты могли раздобыть растительность в долинах рек, по окраинам озер и болот – в зарослях тростника, камыша и злаково-разнотравного большетравья, среди куртин приречного тальника. Зимой же они могли кочевать по долинам рек к югу и кормились, как лоси побегами сосны, лиственницы, ивняка и кустарниковой ольхи, образующих непроходимые джунгли в поймах рек. В половодья животные вытеснялись на водоразделы и кормились по опушкам лесных массивов, на лугах и в лугостепях по молодой траве.

• Мне всегда было интересно, как палеонтологи определяют индивидуальный возраст мамонтов по зубам. Могли бы Вы поделиться профессиональным секретом?

 Зубная система мамонтов, при сравнении ее с таковой других млекопитающих является сильно редуцированной. В каждой половине верхней и нижней челюстей у этого животного поочередно функционировало три предкоренных (Р2-Р4) и три коренных (М1-М3), кроме этого в верхней челюсти одновременно присутствовали два резца, образующие бивни. Зубы мамонтов в процессе пережевывания пищи стирались, выпадали и замещались последующим. В период замены одного зуба другим в ротовой полости мамонта могли одновременно находиться до восьми жевательных зубов: по два зуба в каждой половине челюсти – наверху и внизу. Такие смены зубов происходили в течение жизни пять раз в определенные периоды. Сроки смены зубов хорошо известны для современных слонов, возможно у вымерших мамонтов смена происходила в те же периоды. У африканского слона Loxodonta africana второй предкоренной прорезается на 8-10 день и функционирует в течение 2-2,5 лет. Третий предкоренной появляется в 1,5 года и выпадает в 5 лет, четвертый предкоренной прорезается примерно в 2 года и выпадает в 8-9 лет. Первый коренной появляется на 5 году жизни и выпадает в 17 лет. Второй коренной начинает функционировать в 10 лет и стирается примерно к 45 годам. Последний, третий коренной появляется в 20 лет и функционирует до самой смерти слона, т.е. находиться в употреблении примерно 50 лет. Все зубы (предкоренные и коренные) слонов и мамонта в том числе, отличаются друг от друга количеством пластин, размерами и формой коронки. Таким образом, когда в руки специалиста попадает зуб мамонта, он по форме и размерам определяет к какой генерации (смене) он относиться и устанавливает биологический возраст животного.

• Все знают, что мамонт был огромных размеров, крупные особи достигали в высоту 3,5 – 4 метра. Но были ли различия в росте животных между разными популяциями мамонтов?

 С конца среднего плейстоцена до голоцена на популяции мамонтов воздействовали нарастающие неблагоприятные условия окружающей среды. Популяции мамонтов испытывали угнетение, выражающееся в уменьшении размеров тела. Этот процесс имел мозаичный характер, зависел от локальных условий. Например, Таймырский мамонт, более поздний, чем берелехские мамонты имел достаточно крупные размеры. Другой интересный пример — мамонты, живущие на о. Врангеля в конце позднего плейстоцена не отличались размерами тела от популяций, живших в это время на всей материковой части северо-восточной Сибири. Примерно 12 тыс. л.н. связь о. Врангеля с материком прервалась. За 4-5 тыс. лет изолированного существования произошло сильное измельчание популяции мамонтов о. Врангеля. Это измельчание могло быть вызвано, т.н. «островным эффектом». Вместе с тем нельзя исключить общее угнетение вида, в связи неблагоприятным развитием природной обстановки и распадом тундро-степного биома. Иногда эту голоценовую популяцию называют «карликовой». Зубы и кости мамонтов с о. Врангеля хорошо отличаются от зубов и костей материковой формы мамонта меньшими абсолютными размерами, все же вряд ли этих животных можно называть «карликовыми». Реконструируемая высота для этих животных около 2 м лишь незначительно меньше, чем у мамонтов позднеплейстоценового Севского местонахождения на Русской Равнине – 2,3-2,4 м.

• Один из самых интересных вопросов, как жили мамонты, из каких особей состояли их стада (семьи)?

 Первые косвенные данные об образе жизни и поведении мамонта были получены, в результате изучения уникального «кладбища» мамонтов найденного в Севске в Брянской области. В этом местонахождении было найдено больше 4000 костей от 33-34 особей мамонтов разного возраста. Среди находок были определены кости самок и детенышей. Слои речного песка, в которых были захоронены кости, сформировались всего за один сезон в результате резкого подъема воды. Скорее всего, это было сильное наводнение, погубившее всех мамонтов, которые находились тогда в речной долине. Разные исследователи неоднократно высказывали предположения, что социальная организация и структура группы мамонтов, скорее всего, должна напоминать таковую у современных слонов. Детеныши (до 3-4 лет) и молодые особи (4-7 лет) составляли в Севске — 45%, а взрослые самки старше 13 лет – 55%. Для современных африканских слонов типично подобное соотношение возрастов. В семейной группе слонов все взрослые самки – дочери или сестры старейшей самки, вожака семейной группы. Возможно, что и у мамонтов семейную группу возглавляла наиболее старая и опытная самка. То, что самцы мамонтов жили отдельными группами, было установлено по находкам останков в местонахождении Хот-Спрингс (США). Это местонахождение представляло собой уникальную природную ловушку – карстовая воронка, заполненная горячими источниками. Скорей всего, мамонтов привлекала вода, растительность на берегах, а главное минеральные соли, которые пропитывали почву вокруг источника. Животные проваливались внутрь карстового углубления и там погибали. Изучение костей позволило выявить, что в ней погибло около 100 особей, и что все они принадлежали молодым самцам, не старше 35 лет. Костей самок и детенышей здесь не было найдено совсем. Это позволяет предположить, что в районе ловушки мигрировали в основном самцовые группы. Данные из Севска и Хот-Спрингс достаточно убедительно свидетельствуют в пользу того, что у мамонтов, как и у современных слонов, существовали два типа групп: семейные группы, состоящие из самок и детенышей, и группы самцов.

• Как Вы считаете, на кого больше охотились наши предки: на стада самок с детенышами или на взрослых самцов, если исходить из данных полученных в результате исследования костенковских стоянок?

 Я думаю, в первую очередь люди могли охотиться на старых и больных одиночных животных, на самок с детенышами отбившихся от группы, на животных, попавших в природные ловушки (болота, карстовые битуминозные озера, солончаки и др.). К сожалению, на сегодняшний день не проведен анализ половозрастного состава мамонтов костенковских стоянок. Такой анализ я думаю, в будущем будет сделан, он позволит понять происхождение костных скоплений на памятниках и оценить охотничью деятельность человека.

• В 2001 году на стоянке Костенки 14 был обнаружен скелет мамонта, сохранившийся полностью. Эта находка тогда наделала много шума, люди приезжали специально в Костенки, для того чтобы увидеть этот скелет. И хотя в том году в Костенках были интереснейшие археологические открытия, но широкую общественность они не взволновали. Поскольку скелет мамонта – это палеонтологическая находка, то вопрос к палеонтологу: какое «досье» может собрать специалист на это животное, погибшее около 40 000 лет назад?

В «досье» этого мамонта может быть указано то, что это было молодое животное в возрасте от 10 до 25 лет, т.к. в верхней челюсти происходила смена первого моляра на второй. Кроме того на это указывает то, что большинство эпифизов костей посткраниального скелета не приросло и они имеют не большие размеры. Пол данного животного определить сложно, потому что большинство костей не полной сохранности. По количеству пластин, частоте пластин и толщине эмали верхних зубов данный экземпляр укладывается в пределы изменчивости позднеплейстоценового Mammuthus primigenius. Следует отметить, что это вторая находка относительно полного скелета мамонта данного биологического возраста, найденная в России. До сих пор все известные полные скелеты мамонтов в основном принадлежат взрослым и старым животным.

• В свое время на стоянке Костенки I в первом слое мне посчастливилось на своем раскапываемом квадрате найти маленький бивень утробного мамонтенка. О чем это может говорить? Что люди по неосторожности убили беременную самку? Из этнографических примеров мы знаем, что на беременных самок охотятся редко, во многих племенах это табу. А много ли костей мамонтят находят на костенковских поселениях?

 На этот вопрос сложно ответить однозначно, т.к. кости эмбрионов и новорожденных мамонтят очень часто находят, как в местах естественной гибели животных, так и на археологических памятниках. Нахождение костей мамонтят и вообще костей мамонта на археологических памятниках не может свидетельствовать о прямой охоте на этих животных. Люди могли собирать кости и приносить их из мест естественной гибели.

• Во время открытия новой находке мамонта присваивается какое-либо прозвище или имя. В нашем музее с недавнего времени появился свой мамонт по имени Степан. Это таксидермическая скульптура, выполненная в натуральную величину. Похож ли он на свой реальный прототип?

 Я думаю, что в той или иной степени Ваш Степан похож на реальный прототип и очень важно, что у Вас есть такой экспонат, т.к. он позволяет представить, какое это было животное.

Спасибо, Екатерина. Ждем Вас в новом сезоне у нас в Костенках.