Pitkäaikaiset ilmaston ja ravinnon muutokset ohjasivat muinaisten norsueläinten hampaiden evoluutiota Afrikassa

Helsingin yliopiston johtama uusi tutkimus osoittaa, että eräät norsueläinryhmät, kuten Choerolophodontidae-heimon lajit, sopeutuivat paikallisesti heinäkasvien vallitsemiin ympäristöihin osissa Itä-Afrikkaa. Ne alkoivat käyttää heiniä ravintonaan jo varhais- ja keski-mioseeniajalla 23 – 11 miljoonaa vuotta sitten, eli huomattavasti aikaisemmin kuin on tähän mennessä arvioitu.

Myös noin 7 miljoonaa vuotta sitten Turkana-järven alueella varhaiset aidot norsut käyttivät pääasiassa heinää ravintonaan alueellisesti kuivemmassa ja heinävaltaisemmassa savanniympäristössä kuin ympäröivillä kosteammilla ja metsäisemmillä alueilla Itä-Afrikassa.

”Tämä tukee hypoteesia, että tuollaiset alueet ovat voineet toimia niin kutsuttuina ”lajitehtaina”, joissa monet lajit alkoivat alun perin sopeutua muuttuviin ympäristöoloihin”, kertoo tutkimusta johtanut apulaisprofessori Juha Saarinen Helsingin yliopistolta.

Heinäkasvien syöminen on hampaille vaativampaa kuin useimpien muiden kasvien johtuen niiden lehdissä olevista runsaista fytoliiteiksi kutsutuista mineraalipartikkeleista jotka kuluttavat hampaita voimakkaasti. Tästä huolimatta varhaisten heinänsyöjänorsueläinten kuten choerolophodonttien hampaissa näkyy vain melko hienovaraisia sopeutumia verrattuna myöhempiin ja voimakkaampiin muutoksiin varsinaisten norsujen hampaistossa.

Noin 10 miljoonaa vuotta sitten alkaneilla ilmaston muutoksilla oli aikaisempaa voimakkaampi vaikutus norsueläinten hampaiden evoluutioon, joka huipentui varsinaisten norsujen (Elephantidae) hyvin erikoistuneen, korkeakruunuisten ja runsasharjanteisten hampaiden kehittymisessä.

”Pystyimme näyttämään, että varsinaisten norsujen hammaskruunun korkeus ja harjanteiden lukumäärä hampaissa kasvoivat pyrähdyksinä, jotka osuvat yhteen voimakkaimpien ilmaston kuivumisvaiheiden kanssa viimeisen noin 7 miljoonan vuoden aikana, esimerkiksi noin 4 miljoonaa ja vajaa 2 miljoonaa vuotta sitten. Toisaalta ilmaston muuttuessa taas vähemmän ankaraksi tällaiset sopeutumat eivät kääntyneet siten että hammaskruunun korkeus olisi pienentynyt tai harjanteiden lukumäärä vähentynyt” sanoo Saarinen.

”Tämä tukee aikaisempia havaintoja siitä, että vastaavat ominaisuudet nisäkkäillä ovat sopeutumia ankarimpiin lajien sietämiin oloihin ennemmin kuin niiden kokemiin keskimääräisiin oloihin”.

Muinaisesta kasvillisuudesta ja norsueläinten ravinnosta kertovat aineistot osoittavat, että viimeisen 7 miljoonan vuoden aikana heinämaat runsastuivat ja heinänsyöntiin erikoistuneet norsulajit joilla oli pitkälle erikoistuneet hampaat selviytyivät muita paremmin. Kuitenkin viimeisen noin 100 000 vuoden aikana tilanne muuttui mahdollisesti erityisten voimakkaiden ilmaston vaihtelujen seurauksena, ja lopulta ainoa Itä-Afrikassa selvinnyt norsulaji oli ravinnoltaan ja sopeutumiltaan sitä edeltäneitä valtalajeja vähemmän erikoistunut afrikkalainen savanninorsu (Loxodonta africana). Vastaavanlainen ekologinen joustavuus saattaa osaltaan selittää aasiannorsun (Elephas maximus) selviytymisen Aasian eteläosissa, kun taas afrikkalainen metsänorsu (Loxodonta cyclotis) selvisi metsäisemmissä osissa Afrikkaa.

”Ekologisesti melko mukautumiskykyiset nykyiset norsulajit olivat lopulta ainoita selviytyjiä myöhäisen jääkausiajan mullistuksista. Nyt me ihmiset uhkaamme tämän ekologisesti merkittävän ryhmän viimeisiä lajeja, ja päättäväinen suojelutyö onkin välttämätöntä, jotta emme menettäisi niitä lopullisesti.”