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Ein internationales Forschungsteam hat die erstaunliche Lebensreise eines arktischen Wollmammuts nachvollzogen, das in seinen 28 Jahren in der Landschaft von Alaska bei seinen Wanderungen eine Strecke zurücklegte, welche fast zweimal die Erdumrundung mass.
Wissenschaftler sammelten beispiellose Details seines Lebens durch die Analyse eines 17.000 Jahre alten Fossils aus dem Museum of the North der University of Alaska. Durch die Generierung und Untersuchung von Isotopendaten im Stoßzahn des Mammuts konnten sie seine Bewegungen und Ernährung mit Isotopenkarten der Region abgleichen.
Über das Leben und die Bewegungen von Wollmammuts sind nur wenige Details bekannt, und die Studie liefert den ersten Beweis dafür, dass sie große Entfernungen zurückgelegt haben. Einen Überblick über das Leben des Mammuts gibt die neue Ausgabe der Zeitschrift Science.
„Es ist nicht klar, ob es sich um einen saisonalen Einwanderer handelte, aber er deckte einige ernsthafte Gründe ab“, sagte Matthew Wooller, Forscher von der University of Alaska Fairbanks, Senior und Co-Lead-Autor des Papiers. „Er hat im Laufe seines Lebens viele Teile Alaskas besucht, was ziemlich erstaunlich ist, wenn man bedenkt, wie groß dieses Gebiet ist.“
Forscher der Alaska Stable Isotope Facility, deren Direktor Wooller ist, teilten den 6-Fuß-Stoßzahn der Länge nach auf und erzeugten mit einem Laser und anderen Techniken etwa 400.000 mikroskopische Datenpunkte.
Die detaillierten Isotopenanalysen, die sie durchgeführt haben, sind möglich aufgrund der Art und Weise, wie Mammutstoßzähne gewachsen sind. Mammuts fügten ihr Leben lang täglich neue Schichten hinzu. Als der Stoßzahn zur Probenahme der Länge nach gespalten wurde, sahen diese Wachstumsbänder aus wie gestapelte Eistüten und boten eine chronologische Aufzeichnung des gesamten Lebens eines Mammuts.
„Von ihrer Geburt bis zu ihrem Tod haben sie ein Tagebuch und es steht in ihren Stoßzähnen“, sagt Pat Druckenmiller, Paläontologe und Direktor des UA Museum of the North. „Mutter Natur bietet normalerweise keine so bequemen und lebenslangen Aufzeichnungen über das Leben eines Menschen.“
Wissenschaftler wussten, dass das Mammut an Alaskas North Slope oberhalb des Polarkreises starb, wo seine Überreste von einem Team ausgegraben wurden, zu dem Dan Mann und Pam Groves von der UAF gehörten, die zu den Co-Autoren der Studie gehören.
Die Forscher haben die Reise des Mammuts bis zu diesem Punkt zusammengefügt, indem sie Isotopensignaturen in seinem Stoßzahn von den Elementen Strontium und Sauerstoff analysierten, die mit Karten abgeglichen wurden, die Isotopenvariationen in ganz Alaska vorhersagen. Die Forscher erstellten die Karten, indem sie die Zähne von Hunderten kleiner Nagetiere aus ganz Alaska analysierten, die sich in den Sammlungen des Museums befinden. Die Tiere legen im Laufe ihres Lebens relativ kleine Distanzen zurück und repräsentieren lokale Isotopensignale.
Mit diesem lokalen Datensatz kartierten sie die Isotopenvariation in ganz Alaska und lieferten eine Basislinie, um die Mammutbewegungen zu verfolgen. Unter Berücksichtigung der geografischen Barrieren und der durchschnittlichen Entfernung, die es jede Woche zurücklegte, verwendeten die Forscher einen neuartigen räumlichen Modellierungsansatz, um die wahrscheinlichen Routen, die das Tier während seines Lebens genommen hat, aufzuzeichnen.
Alte DNA, die in den Überresten des Mammuts aufbewahrt wurden, ermöglichte es dem Team, es als Männchen zu identifizieren, das mit der letzten Gruppe seiner Art verwandt war, die auf dem Festland Alaskas lebte. Diese Details lieferten mehr Einblick in das Leben und Verhalten des Tieres, sagte Beth Shapiro, die die DNA-Komponente der Studie leitete.
Zum Beispiel fiel eine abrupte Veränderung seiner Isotopensignatur, Ökologie und Bewegung im Alter von etwa 15 Jahren wahrscheinlich mit der Geschlechtsreife des Mammuts zusammen, was ein Muster widerspiegelt, das bei einigen modernen Elefantenmännchen zu sehen ist.
„Das Wissen, dass er männlich ist, bot einen besseren biologischen Kontext, in dem wir die Isotopendaten interpretieren konnten“, sagte Shapiro, Professor an der University of California Santa Cruz und Forscher am Howard Hughes Medical Institute.
Isotope boten auch einen Hinweis darauf, was zum Tod des Tieres führte. Während des letzten Winters seines Lebens stiegen die Stickstoffisotope an, ein Signal, das ein Zeichen für den Hunger bei Säugetieren sein kann.
„Es ist einfach erstaunlich, was wir mit diesen Daten sehen und machen konnten“, sagte Co-Lead-Autor Clement Bataille, ein Forscher von der University of Ottawa, der die Modellierungsbemühungen in Zusammenarbeit mit Amy Willis von der University of Washington leitete.
Mehr über das Leben ausgestorbener Arten zu erfahren, befriedigt mehr als die Neugier, meinte Wooller. Diese Details könnten heute überraschend relevant sein, da viele Arten ihre Bewegungsmuster und Reichweiten an das sich ändernde Klima anpassen.
„Die Arktis erlebt derzeit viele Veränderungen, und wir können die Vergangenheit nutzen, um zu sehen, wie sich die Zukunft für die Arten heute und in Zukunft entwickeln könnte“, sagte Wooller. „Der Versuch, diese Detektivgeschichte zu lösen, ist ein Beispiel dafür, wie unser Planet und unsere Ökosysteme angesichts von Umweltveränderungen reagieren.“
Bericht von Matthew Wooller, University of Alaska