Pleistocénny park

Ekológia mamutej tundrostepi

Mamutia tundrostep predstavuje zaniknutý ekosystém polárnych oblastí Euroázie a Severnej Ameriky z obdobia pleistocénu. Typický rysom mamutej tundrostepi bola rozmanitosť veľkých živočíchov - z pohľadu súčasného pozorovateľa "obraz živočíšneho sveta tých chladných stepí... pripomínal súčasnú savanu v rovníkovej Afrike". Faunu tundrostepi tvorili mamuty, srstnaté nosorožce, bizóny, pižmone, divé kone, divé ťavy, soby, gigantické jelene, jaskynné levy, hyeny, štyri druhy vlkov a  mnohé iné živočíchy. Početnosť zveri bola veľmi vysoká - podľa výpočtov N. K. Vereščagina - len mamutov bolo na krajnom severovýchode Sibíri od 40 000 do 60 000 jedincov. Podľa svedectva Jakova Sannikova pôdu niektorých ostrovov Severného ľadového oceánu vytvárali takmer úplne iba kosti dávnych živočíchov.
Také množstvo veľkých  živočíchov sa mohlo uživiť v pripolárnych oblastiach len vďaka tomu, že miesto súčasnej tundry a tajgy tam jestvoval celkom iný ekosystém. Zvláštnosťou tundry sa javí to, že odumreté rastliny sa nerozkladajú ako v teplejších zemepisných šírkach, ale ukladajú sa v trvalo zamrznutej pôde. V dôsledku toho sa organická hmota nenávratne stráca - znížená mikrobiálna aktivita spôsobuje, že tundrové pôdy sú chudobné na dusík a hromadia sa v nich rašelinejúce zvyšky rastlín. Ale ak sa malá výživnosť tundrovej pôdy kompenzuje použitím dusíkatých hnojív, napríklad hnoja, miesto machov a lišajníkov sa objavia rýchlorastúce a vysokovýživné pastviny.
Mnohopočetné bylinožravce "mamutej fauny" spracovali rastlinstvo prehistorickej tundry skôr, ako stihlo zrašelinieť a v podobne hnoja vracali do kolobehu živín organickú hmotu bohatú na živiny. Roviny Euroázie doby ľadovej boli pokryté vysokoúrodnými lúkami a pastvinami, sýtiacimi miliónové stáda kopytníkov. Ukazuje sa, že spoločenstvo doby ľadovej predstavovalo bohatý a produktívny ekosystém, ktorého existencia celkom závisela od veľkých bylinožravcov.
Súčasnou obdobou tohto ekosystému sa zdá byť nie tundra, ale africká savana. Hoci teplé obdobie v arktických oblastiach trvá iba niekoľko mesiacov, produktivita tundrostepi nebola nižšia ako produktivita tropickej savany. Vysvetľuje sa to tým, že bylinné spoločenstvá afrických saván nerastú po celý rok - značnú časť roka zaberá obdobie sucha. Okrem toho cez leto je v Arktíde oveľa dlhší svetelný deň,  slnko svieti prakticky 24 hodín denne, zatiaľ čo v trópoch majú deň aj noc počas celého roka takmer stabilnú dĺžku - 12 hodín. Vo vysokých zemepisných šírkach Arktídy tiež nežijú najvýznamnejší potravinoví konkurenti bylinožravých afrických cicavcov - termity a listorezné mravce, ktorých celková biomasa v trópoch prevyšuje celkovú biomasu veľkých kopytníkov. Pri zohľadnení týchto faktorov sa ukazuje, že ročný prírastok biomasy v tundrostepi nebol menší ako v savane a množstvo veľkých živočíchov mohlo byť ešte väčšie.

Veľké holocénne vymieranie

Donedávna sa väčšina vedcov pridržiavala klimatickej teórie zmiznutia mamutej tundrostepi, odhaľujúcej v množstve základných príčin vyhynutia megafauny doby ľadovej globálne oteplenie, ktoré nastalo pred 10 000 - 12 000 rokmi. Predpokladalo sa, že prudké zvýšenie vlhkosti v dôsledku globálneho oteplenia spôsobilo zánik severských stepných ekosystémov. V južnejších oblastiach otvorené priestranstvá zarástli tajgou, v ktorej veľké živočíchy nenachádzali vhodné podmienky pre život. Severnejšie, v dôsledku zvýšenia vlhkosti tundry, mal rýchlorastúce trávy nahradiť mach, čím mala zaniknúť  potravinová základňa kopytníkov. Okrem toho v dôsledku zvýšenej vlhkosti sa mala zväčšiť hrúbka snehovej pokrývky, čo malo znemožniť bylinožravcom prístup k  tráve zapadnutej snehov. Mamutia fauna podľa tejto teórie v podstate uhynula od hladu.
Existujú však závažné protiargumenty proti klimatickej teórii. Základným z nich je ten, že až do posledného holocénneho oteplenia pred 10 - 12 000 rokmi mamutie spoločenstvo doby ľadovej úspešne prežilo celú sériu cyklov oteplenia a ochladenia. Klimatické zmeny posledných 400 000 rokov sa dajú vyložiť ako dve silné doby ľadové, medzi ktorými bol teplý interglaciál - riss-wurm, počas ktorého klíma Euroázie bola oveľa miernejšia ako súčasná - na ruskej rovine miesto jedľových a brezových lesov rástli teplomilné bučiny. Pritom mamutia fauna aj počas tohto obdobia prekvitala.
Počas výskumu všetkých známych nálezov mamutích kostí vedci prišli k záveru, že na teplé obdobia pripadá 48,7% nálezov, na chladné obdobia 30,8% nálezov a na prechodné 20,5% nálezov. Na základe takto získaných údajov je zrejmé, že populácia sibírskych mamutov až do obdobia pred 12 000 rokmi úspešne prežívala opakované kolísanie klímy a presuny a premeny rastlinných pásiem od tých typických pre doby medziľadové k tým z dôb ľadových a naopak. Vysvetliť rapídne ubúdanie oblastí obývaných mamutmi a ich následné vymretie sa iba zmenou klímy smerom k otepleniu nedarí. Zložitý obraz sa objavuje aj pri druhých veľkých živočíchoch doby ľadovej.
Vierohodnejšiu príčinu vymretia mamutov a ich súčasníkov (srstnatých nosorožcov, bizónov, levov) pomohli zistiť výskumy ruských a amerických vedcov. Ešte v 19. storočí Alfred Wallace vyslovil domnienku, že vyhynutie megafauny doby ľadovej bolo spôsobené činnosťou pravekých lovcov. Túto hypotézu potvrdili práce P. Martina, Budyka, Vereščagina, Esmeadesa a mnohých iných  výskumníkov. Títo dokázali, že hlavnou príčinou zániku ekosystému mamutej tundrostepi bola "paleolitická revolúcia", umožňujúca pravekým lovcom vyvinúť účinnejšie metódy lovu veľkých zvierat. Do súčasnosti bolo získaných mnoho archeologických dôkazov intenzívneho lovu veľkých živočíchov pravekej Euroázie. Tiež na doteraz málo preskúmanej Sibíri, ktorú mnohí vedci pokladali za neosídlenú, bol nedávno nájdený zvyšok kostry mamuta so zabodnutým kamenným hrotom kopije.
Terénne výskumy antropológov v Afrike umožnili výskum lovu veľkých živočíchov zbraňami doby kamennej. Napríklad Pygmejovia sa prikradnú a bodnú slona kopijou do brucha - slon uhynie počas niekoľkých hodín. Národy žijúce v savanách zabíjali slony tým, že do nich vrhali kopije - ranené zvieratá, ak aj nemali zasiahnuté životne dôležité orgány, uhynuli na vykrvácanie alebo otravu krvi. Masajovia, aby si dokázali svoju statočnosť, lovili kopijou nosorožce - jeden bojovník vyprovokoval útok zvieraťa, pričom na poslednú chvíľu uskočil nabok, a druhý ho trafil do srdca alebo do oblasti ucha. Vzniká otázka - ak príčinou vyhynutia megafauny v miernych a polárnych zemepisných šírkach bol človek, čo pomohlo uniknúť vyhubeniu megafaune Afriky a tropickej Ázie, kde predkovia druhu Homo sapiens aj samotný Homo sapiens žili od nepamäti? Práve dlhotrvajúca prítomnosť človeka v týchto spoločenstvách sa pokladá za odpoveď. Ako píšu vedci - "Lovecká moc človeka od Australopiteka po Homo sapiens  rástla pomaly, čo pomohlo niektorým hrubokožcom vyvinúť si istú odolnosť, takže dokázali držať krok a postupne sa evolučne prispôsobili tlaku človeka. Ale aj v Afrike došlo k výraznému ochudobneniu megafauny - počet druhov chobotnáčov klesol z 8 - 10 na jediný (v skutočnosti na dva - slon africký a slon pralesný).
Celkovo  však činnosť človeka na území Afriky nebola taká rušivá ako na severe Euroázie, kde sa človek objavil dostatočne neskoro, už v podstate celkom sformovaný. Za týchto okolností, bez možnosti postupne sa prispôsobovať tlaku pravekých lovcov, megafauna zmizla, vyhubená ľuďmi. Závažnú úlohu zohral aj druhý faktor - prudká zmena klímy (ktorá nepostihla trópy) na konci doby ľadovej, ktorá urobila  ekosystém mamutej tundrostepi zvlášť zraniteľným. Presun vegetačných pásiem v období medzi chladnou a teplou periódou viedol k zmene areálov a postupnému poklesu početných stavov zveri. V týchto podmienkach sa vzrastajúci tlak zo strany pravekých lovcov (ktorých početnosť podľa výskumov archeológov počas neskorého paleolitu stúpla 10 - 20-násobne) stal osudným. Počet hladných lovcov prekročil únosnú hranicu, predstavovanú prírastkom biomasy veľkých bylinožravcov, a vyhynutie megafauny sa stalo nevyhnutným
Vyhynutie veľkých živočíchov znamenalo prerušenie potravinového a ekologického reťazca a bolo príčinou prudkého poklesu produktivity rastlinných spoločenstiev, ktoré zostali bez "hnojiva". Nastalo vymývanie organických zložiek z pôdy typické pre súčasnú tundru (ale netypické pre vyvážené ekosystémy), kedy nerozložená organická hmota zapadá hlboko do trvalo zamrznutej pôdy, pričom klesá úrodnosť takejto pôdy. V takýchto podmienkach trávu nahradili pomaly rastúce machy a lišajníky, ktoré okrem nižších nárokov na živiny potrebujú aj oveľa menej vody a okrem ochudobnenia pôd došlo aj k ich premene na močiare. Súčasná tundra bohatá na machy a lišajníky teda predstavuje extrémne degradovaný stupeň niekdajších trávnatých "tundrostepí". Takto sa nie zmiznutie "mamutej krajiny" stalo príčinou vyhynutia megafauny, ale naopak - vyhubenie megafauny sa stalo príčinou zániku tundrostepných spoločenstiev.

Pleistocénny park v Jakutsku

Premena mamutej tundrostepi na terajšiu rozbahnenú tundru, ku ktorej došlo v dôsledku vyhynutia (vyhubenia) veľkých cicavcov, zrejme nie je nevratná. Je dobre známe, že pri pastve dobytka v tundre dochádza k opačnému procesu - na mieste spasených machov sa objavuje tráva, pôda sa vysušuje. Vďaka tomu jestvuje možnosť čiastočne obnoviť niekdajšie bohaté spoločenstvo cestou reintrodukcie veľkých kopytníkov, ktoré kedysi obývali tundrostep. Túto úlohu rieši Pleistocénny park založený na Sibíri v Jakutsku Sergejom Afanasievičom Zimovom. V 80. rokoch 20. storočia  na severe Jakutska na dolnom toku rieky Kolymy založil unikátny experiment s cieľom obnoviť ekosystém mamutej tundrostepi. Na rozlohe 160 km² bolo vypustené stádo koní, ktoré sa úspešne uchytilo. Počas nasledujúcich rokov, ako píše vedecký dopisovateľ časopisu "Novosti nauki", A. Markov "Rastlinstvo sa na území parku začalo meniť. Zvieratá rozrušili porasty buriny a krovísk, vysporiadali sa s dlhoročnými zvyškami stariny, pohnojili pôdu trusom. To umožnilo rast šťavnatých bylín, bohatých na bielkoviny." Kone fakticky obnovili kúsok dávnej mamutej stepi. Ku koňom pribudli losy, soby, medvede. Výsledky pokusu sa ukázali byť natoľko zaujímavé, že bol o nich napísaný rad článkov v časopisoch Nature a Science. V septembri 2010 boli z Wrangelovho ostrova do Pleistocénneho parku dovezené mladé pižmone - spolu 9 jedincov, pričom všetky dlhý transport úspešne a bez ujmy na zdraví prežili. Pôvodne bolo naplánované tiež doplnenie fauny rezervácie kanadskými lesnými bizónmi, ale napokon bolo v apríli 2011 do Pleistocénneho parku dovezených 5 zubrov z Priokosko-terasového parku v Podmoskovskej oblasti a 6 jeleňov maralov.
Do lesných bizónov sa vkladajú zvlášť veľké nádeje - po vyhynutí mamutov a srstnatých nosorožcov sú lesné bizóny (statnejšie a odolnejšie voči chladu ako stepné bizóny) zjavne najväčšími cicavcami, prispôsobenými životu v tundre a tajge. Územie Sibíri kedysi obývali miliónové stáda bizónov, ale napokon aj tak vymreli na konci doby ľadovej spolu s mamutmi. No lesné bizóny, podobné vyhynutým euroázijským, sa uchovali až do dnešných dní v Severnej Amerike. Stádo 40 jedincov, darované Jukutsku predstaviteľmi Kanady a obývajúce rezerváciu Lenské stĺpy, sa stane základňou pre obnovenie niekdajších stád bizónov na Sibíri. V roku 2008 sibírske bizóny priviedli na svet prvé prírastky. Vedenie Pleistocénneho parku ich už asi nebude skúšať získať, keďže sa podarilo získať zubrov.
Na obnovenie vyváženého samoregulujúceho ekosystému v Pleistocénnom parku sa predpokladá introdukcia amurských tigrov (na doplnenie tam žijúcich vlkov a medveďov). Je to nevyhnutné, keďže v neprítomnosti svojich prirodzených nepriateľov - tigrov a levov - nadmerne rozmnožené vlky predstavujú hrozbu pre kopytníky. Okrem už vymenovaných zvierat bude možné v Pleistocénnom parku usídliť divé jaky a pižmone, ktoré už kedysi v minulosti v Jakutsku žili, a tiež divé dvojhrbé ťavy, ktoré nahradia vyhynutý ťavu Knoblochovu. Do ekosystému Pleistocénneho parku bude možné časom zaviesť jelene (Cervus elaphus), kulany (druh osla - Equus hemionis), kuony horské (Cuon aplinus) známejšie pod označením "červený vlk" alebo "dhoul", kamčatské svište (Marmota kamtschatica) а dropy (Otis).
Najzaujímavejšia sa javí byť perspektíva aklimatizácie afrických levov. Tak ako tiger, ani lev nie je čisto tropický živočích, je dobre prispôsobený a schopný života vo všetkých klimatických pásmach. V miernych pásmach bol vyhubený (zo starogréckej mytológie je známa povesť o Herkulovi, ktorý ulovil leva), prežil iba v Afrike a Indii. Na celom území Ruska relatívne nedávno (z pohľadu geologického čas) žili jaskynné levy, pomerne málo odlišné od súčasných. Vyhynutých jaskynných levov by mohli nahradiť kapské levy. Na svojom pôvodnom teritóriu v horách južnej Afriky boli vyhubené, ale držia sa v Zoologickej záhrade v Novosibirsku, kde ich od roku 1968 chovajú vo voľnom výbehu pod holým nebom, pri ročnom kolísaní teplôt od + 36 °C do -49 °C. Pritom tak dospelé levy, ako aj levíčatá sa cez zimu cítia dobre. Za posledných 30 rokov sa v zoologickej záhrade narodilo viac ako 50 levíčat. Rovnako aj mnohé iné živočíchy, ktoré pokladáme výlučne za druhy teplých oblastí, v skutočnosti predstavujú len tropické formy druhov zaujímajúcich kedysi oveľa širší areál - často až po pobrežie Severného ľadového oceánu. taktiež aj tieto druhy môžu byť úspešne aklimatizované v Rusku s cieľom nahradiť nimi vyhynuté zvieratá doby ľadovej.
Popri veľkých živočíchoch jednou z najdôležitejších zložiek ekosystému by mal byť chrobák lajniak (ľudovo známy ako "hovniváľ"). Jeho aklimatizácia je závažnou úlohou a pritom jednou z najdôležitejších - v chladnej sibírskej klíme sa trus zvierat rozkladá pomalšie ako v teplých oblastiach.

Možnosti klonovania vyhynutých živočíchov

Keďže v trvalo zamrznutej pôde sa uchovali celé zdochliny veľkých zvierat doby ľadovej, v budúcnosti bude možné ich "vzkriesenie" vďaka genetickému materiálu, ktorý sa v nich uchoval. Nanešťastie mäkké tkanivá sú výrazne poškodené a narušené, preto je klonovanie mamutov a srstnatých nosorožcov pri súčasnej úrovni technológie nemožné.
Reálnejším sa javí byť "vzkriesenie" mamuta vnesením fragmentov jeho DNA do genómu indického alebo afrického slona. Rozdiely medzi DNA mamuta a slona sú takmer bezvýznamné, pomerne malá úprava slonej DNA s použitím DNA mamuta by mohla pomôcť oživiť najväčšie zviera pleistocénu. Takýmto spôsobom  sa možno v budúcnosti podarí oživiť aj iné (aktuálne) vyhynuté zvieratá. Pri súčasnom tempe pokroku genetického inžinierstva je možné predpokladať, že počas niekoľkých desaťročí budeme môcť obdivovať bohatý živočíšny svet dávnej Európy v celej jeho rozmanitosti.

Ekonomické ciele Pleistocénneho parku

Rusko je krajina s extrémnou klímou - väčšina jeho územia nie je vhodná na poľnohospodárske účely (60% územia Ruska zaberá trvalo zamrznutá pôda). Nízka hustota obyvateľstva (alebo vôbec neosídlené oblasti, ako napríklad Putoranovo pohorie) na krajnom severe sú preto vhodné na obnovenie niekdajšej prírody Ruska - s hojnosťou veľkých kopytníkov a šeliem.
Obnovenie ekosystému v plnohodnotnými trofickými väzbami a zložitým, komplexným vzájomným pôsobením medzi desiatkami druhov rastlín, mnohými druhmi bylinožravcov, špecializovanými na ten alebo onen druh rastlinnej potravy, a mnohými druhmi šeliem by umožnilo získavať príjmy nielen z turistického ruchu, ale aj z kontrolovaného lovu. Ako ukazujú skúsenosti afrických národných parkov, africká savana (jediný jestvujúci ekosystém "pleistocénneho " typu) vykazuje biologickú produktivitu štrnásťnásobne prevyšujúcu dobytkárstvo praktizované na porovnateľne rozsiahlom území.
O to výhodnejšie sa javí obnovenie mamutej tundrostepi na území terajšej tundry. Závažná úloha plesitocénnych parkov spočíva tiež v zachovaní vymierajúcich zriedkavých ohrozených druhov zveri, ktoré boli prakticky úplne vytlačené zo všetkých oblastí vhodných pre ich prežitie. Takýmito druhmi sú napríklad divý jak, divá dvojhrbá ťava, kôň Przewalského, dzeren (mongolská gazela - Procapra gutturosa), sibírsky kuon (červený vlk), ázijský gepard, amurský leopard (Panthera pardus orientalis), amurský tiger.

Pleistocénny park v európskej časti Ruska

Obnovenie pleistocéneho ekosystému nie je nutné obmedzovať na tundru, kde aj za najpriaznivejších podmienok bude "reštaurovanie" dávneho ekosystému dlhým a náročným procesom. Ako reálne sa javí založenie neveľkých "pleistocénnych" národných parkov v oblastiach s miernou a subtropickou klímou. Z množstva preživších (alebo v budúcnosti vedeckými metódami oživených) druhov historickými obyvateľmi lesostepí európskej časti Ruska boli zubry, tury, lesné kone tarpany, gepardy, levy, ale tiež antilopy a hyeny.
V stepiach a predhoriach Severného Kaukazu klíma umožňuje vysadiť celú zostavu afrických a ázijských "veľkých" druhov (všetky tieto druhy sa v nedávnej minulosti vyskytovali na Kaukaze alebo mali medzi vyhynutými druhmi blízku obdobu). Takýto park by, ak by bol založený, nepochybne pritiahol množstvo turistov.

Pleistocénny park v Amerike

Projekt Sergeja A. Zimova povzbudil ekológov z USA začať pracovať na znovuobnovení komplexných trofických väzieb a vzájomného ekosystémového pôsobenia podľa pleistocénneho vzoru v prériách Divokého Západu USA. Projekt je vo vedeckých kruhoch známy ako "Pleistocene rewilding". Fauna tam žijúcich stepných bizónov a vidlorohov (Antilocapra americana)by v Texase bola doplnená o veľkú mexickú korytnačku Gopherus flavomarginatus, gepardy - ako náhradu vyhynutých veľkých amerických gepardov, boli by vypustené tiež kone Przewalského (miesto pôvodných amerických divých koní), kulany (druh osla) a niekoľko druhov ťavovitých prežúvavcov - predovšetkým divé dvojhrbé ťavy a  v hornatejších oblastiach tiež lamy - guanako aj vikuňa. Využili by sa aj slony - miesto mamutov a mastodontov a tiež africké levy, ktoré by zaujali ekologickú niku vyhynutého pravekého amerického leva Panthera leo atrox alebo taktiež vyhynutého jaskynného leva Panthera leo spelaea. Predpokladaným miestom založenia pleistocénneho parku v Texase je ranč Teda Turnera.
V súčasnosti zostáva americký pleistocénny park v štádiu projektu, jeho založeniu bráni byrokracia úradov v USA.

Živočíchy jakutskej megafauny

Hrubou kurzívou sú vyznačené vyhynuté druhy, ktoré v súčasnosti nie je možné nahradiť žiadnym súčasným druhom. Hrubým písmom sú vyznačené druhy, ktoré sa môžu  vrátiť do Jakutska z iných miest alebo ich môže plnohodnotne zastúpiť blízko príbuzný druh. Obyčajným písmom sú vypísané úspešne reintrodukované a pôvodne sa vyskytujúce druhy.

Kritika projektu

Kritika projektu sa vedie v troch hlavných smeroch:
1. Je tu isté riziko, že introdukcia cudzích druhov môže poškodiť krehký ekosystém tundry. Autor projektu S. A. Zimov však namieta: "Tundra nie je ekosystém. Také ekosystémy na planéte Zem nikdy neboli, tundru netreba čičíkať. Napokon, je hlúpe na mieste tundry vytvárať púšť, ale ak na tom istom území bude step, to je to, čo rozhodne zlepší ekológiu. Ak tam bude behať viac jeleňov, svišťov, býkov, bude to pre prírodu výhra. A pre človeka tiež. Ale opatrnosť je aj tak namieste, rozhodne treba byť v strehu. Ak je reč o obnove stepi, tak napríklad malé živočíchy je možné vypúšťať bez kontroly. Čo sa týka bizónov a zubrov, nie je to nebezpečné, keďže je veľmi ľahké odstrániť ich."
2. Mnohí pochybujú o tom, že také množstvo druhov je možné introdukovať do takých drsných podmienok. Napríklad práve jakutské kone, nehľadiac na to, že žijú v parku už niekoľko pokolení, by podľa názoru niektorých pozorovateľov bez pričinenia človeka neprežili. Normálne vydržia -60 °C, ale s hojnosťou snehu sa ťažko vysporiadajú a možno by počas prvej zimy bohatej na sneh zahynuli od hladu. Jednako však treba brať do úvahy, že na niektorých neobývaných Kurilských ostrovoch od roku 1945 žijú zdivočelé kone (potomstvo ponechaných koní japonskej armády). Bez ohľadu na hlboký sneh (dva- a ž trikrát hlbší ako v Jakutsku) kone úspešne znášajú zimu bez akéhokoľvek prikrmovania.
3. Vyskytujú sa pochybnosti o cieľoch projektu. Kritici spochybňujú užitočnosť projektu ako vedeckého experimentu aj praktický úžitok reštaurovaného ekosystému.