Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Систематика и стратиграфическое значение лосей (Alcini, cervidae, mammalia) в позднем кайнозое Евразии и Северной Америки
ВАК РФ 25.00.02, Палеонтология и стратиграфия
Автореферат диссертации по теме "Систематика и стратиграфическое значение лосей (Alcini, cervidae, mammalia) в позднем кайнозое Евразии и Северной Америки"
004612657
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ РАН
На правах рукописи
НИКОЛЬСКИИ Павел Александрович
СИСТЕМАТИКА И СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЛОСЕЙ (ALCINI, CERVIDAE, MAMMALIA) В ПОЗДНЕМ КАЙНОЗОЕ ЕВРАЗИИ И СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ
Специальность 25.00.02 — Палеонтология и стратиграфия
1 8
ноя гт
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Москва - 2010
004612657
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Геологическом институте РАН
Научный руководитель:
Доктор геолого-минералогических наук (Учреждение РАН ГИН РАН, Москва)
Э.А. Вангенгейм
Официальные оппоненты:
Доктор биологических наук (Учреждение РАН ИГАБМ СО РАН, Якутск)
Г.Г. Боескоров
Кандидат геолого-минералогических наук
С.М. Шик
(РМСК, Москва) Ведущая организация:
Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
Защита состоится 10 ноября 2010 года в 14 ч. 30 мин. на заседали диссертационного совета Д.002.215.03 по палеонтологии и стратиграфии пр Учреждении Российской академии наук Геологическом институте РА] по адресу: 119017 Москва, Пыжевский пер., д. 7.
С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы Библиотеки по естественным наукам РАН (Старомонетный пер., д. 35)
Автореферат разослан
Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор геолого-минералогических наук
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Биостратиграфия по млекопитающим является важнейшим инструментом детального расчленения и корреляции континентальных отложений верхнего кайнозоя. Особенно перспективна биостратиграфия, построенная на основе анализа пространственно-временного распространения короткоживущих широкоареальных таксонов млекопитающих, образующих слабоветвящиеся филетические ряды. В диссертации показаны результаты исследования одной из таких групп - лосеобразных (оленей трибы Alcini). Работа основайа на изучении обширной коллекции ископаемых лосей, собранной автором с 1996 по 2007 гг. в северной Якутии. Эта территория, будучи частью Западной Берингии, являлась связующим звеном между Евразией и Северной Америкой. Вследствие такого географического положения Берингийская биота унаследовала признаки окружавших ее фаун, и потому изучение берингийских фаун является чрезвычайно важным как для собственно палеонтологии, так и для решения многих стратиграфических задач, в том числе, дальних, трансконтинентальных, и даже межконтинентальных корреляций.
Изучение большой серии оригинального материала, комплексное исследование ключевых местонахождений лосей Арктической Сибири, знакомство со многими типовыми коллекциями Европы и Северной Америки и проработка большого объема литературы по ископаемым Alcini позволили автору произвести таксономическую и систематическую ревизию группы и на её основе предложить обновленную детальную биострагиграфию по лосеобразным. Расчленение квартера Голарктики, основанное на стадиях эволюции лосеобразных, достигает разрешения 100 ООО лет для второй половины квартера, что приближается к возможностям биостратиграфии по мелким млекопитающим. Биострагиграфия по лосям имеет самостоятельное значение и, кроме того, может стать хорошим дополнением биостратиграфических шкал, основанных на использовании комплексов млекопитающих.
Цель и задачи работы. Цель работы состояла в разработке детальной биостратиграфии конца плиоцена и плейстоцена Северной Евразии и Северной Америки на основе этапов эволюции лосеобразных. Для этого были поставленны задачи:
1. Изучить новые оригинальные материалы по лосям Северо-Востока России.
2. Изучить коллекции ископаемых лосеобразных Евразии и Северной Америки.
3. Изучить геологию и стратиграфию ключевых местонахождений лосеобразных Северо-Востока России.
4. Изучить изменчивость эволюционно значимых признаков скелета современных лосей рода Alces.
5. Оценить значение морфологических признаков скелета Alcini для таксономии и систематики.
6. Произвести таксономическую и систематическую ревизию трибы Alcini.
7. С коррелировать важнейшие местонахождения лосеобразных Голарктики.
8. Уточнить филогению лосеобразных.
9. Уточнить хронологию этапов филетического развития Alcini.
10. На основе выявленных этапов эволюции и филогении лосеобразных разработать как можно более детальную биохронологию конца плиоцена и плейстоцена Северной Евразии и Северной Америки. Новая биохронологическая шкала позволяет выстроить высокоразрешающую биозональную стратиграфию верхнеплиоценовых и плейстоценовых отложений указанных регионов.
Фактический материал. Работа основана на изучении коллекции остатков древних лосей (411 единиц хранения), собранных автором в 1996-2007 гг. на Приморских низменностях
Якутии (р. Адыча, р. Яна, берега пролива Дм. Лаптева, низовья рек Индигирка и Колыма) и в Туостахской впадине. Автору также удалось изучить важнейшие коллекции лосеобразных Тирасполя (Приднестровье), Ливенцовки (Низовья Дона), Куруксая (Таджикистан), Косякино (Ставрополье), Зюссенборна, Фойгштедта, Унтермассфельда, Таубаха, Эрингсдорфа (Центральная Германия), Алдана (серия местонахождений), Чукочьей (центральная и северная Якутия) - серия местонахождений, Аляски - серия местонахождений и Нью-Джерси (США). Изменчивость современных лосей была изучена на серийном материале из Ленинградской области, Приуралья, Восточной Сибири и севера Северной Америки. Стратиграфические выводы основаны на результатах комплексного изучения 11 опорных разрезов, расположенных в пределах Яно-Индигирской низменности, на Новосибирских островах и в Туостахской впадине (северная Якутия).
Методы исследований. В работе использовались следующие методы исследований:
1. Комплексное изучение геологии и стратиграфии ключевых местонахождений лосеобразных Приморских низменностей Якутии с применением всех доступных методов биохронологии, микропалеонтологии, радиоизотопного датирования, ЭПР датирования и палеомагнитного метода
2. Морфологическое и морфометрическое изучение изменчивости скелета современных лосей Евразии с целью оценки значимости систематических признаков, встречающихся на ископаемом материале.
3. Морфологическое и морфометрическое изучение остатков ископаемых лосей по усовершенствованной автором методике.
4. Оценка динамики ареалов ископаемых лосеобразных с помощью построения карт распространения для отдельных временных срезов.
5. Корреляция местонахождений ископаемых лосей Голарктики.
Научная новизна работы. Собрана и изучена значительная коллекция остатков лосей Арктической Сибири. Новые сборы увеличили объем материала по АШт Севера Азии более чем в два раза. Некоторые уникальные находки, сделанные автором, позволили выйти на новый уровень представлений о филетической и филогеографической истории лосей не только Северо-Востока России, но и остальных частей ареала древних лосей. Изучена стратиграфия ряда ключевых местонахождений фауны на Северо-Востоке России, по некоторым из них биостратиграфические данные получены впервые. Никогда раннее для датирования четвертичных отложений Приморских низменностей Якутии не был использован ЭПР метод (по раковинам моллюсков и костям млекопитающих). Впервые произведено детальное изучение изменчивости зубов современных лосей, позволившее найти объективные морфологические отличия зубов Европейских и Восточно-Сибирских лосей.
Вскрыты механизмы адаптивной реакции морфологии скелета лося на глобальные климатические изменения. Показано, что в результате первого существенного и резкого плейстоценового похолодания (22 МИС, граница эоплейсгоцена и неоплейстоцена, 0,8 млн. лет) размеры скелета увеличились в 1,5 раза, а в строении многих частей скелета начали происходить существенные изменения.
Впервые по единой методике изучены материалы из многих важных местонахождений ископаемых лосей Европы, Азии и Северной Америки. Результатом этой работы явилась таксономическая и систематическая ревизия трибы А1сШ и новая дробная биохронологическая шкала, имеющая разрешение около 100 ООО лет для второй половины плейстоцена.
Защищаемые положения:
1. Монографически описаны 9 видов и четыре формы в открытой номенклатуре Alcini позднего плиоцена - голоцена Евразии и Северной Америки, относящиеся к двум родам -Cervalces и Alces. В роде Cervalces выделены три подрода, в том числе новый подрод С. (Latifrons) с новым видом С. (L.) amplicontus.
2. На основе таксономической ревизии и уточненной хронологческой последовательности морфотипов группы постороена усовершенствованная филогенетическая схема трибы Alcini. Развитие Alcini в Евразии и берингийской части Северной Америки происходило монофилетически и синхронно вплоть до позднего неоплейстоцена. На границе эоплейстоцена и неоплейстоцена во внеберингийской Северной Америке произошло ответвление от общего ствола Alcini филетической линии подрода С. (Cervalces). В позднем неоплейстоцене имела место дивергенция рода Alces на A. americanus (север Северной Америки и северная Евразия к востоку от Енисея) и A. alces (остальная часть северной Евразии).
3. В результате морфологического изучения остатков Alcini и корреляции основных местонахождений позднего плиоцена - квартера Евразии и севера Северной Америки выделены 11 стратиграфических уровней, охарактеризованных эволюционными формами лосеобразных, ставших основой новой биохронологической шкалы.
Теоретическое значение работы. Детальное исследование палеонтологии ископаемых Alcini позволило реконструировать историю формирования важного компонента современной фауны Голарктики - лосей. Выявлены особенности трансберингийских миграций лосей. На примере сравнения эволюции и филогенеза Alcini Евразии и Северной Америки щучены дивергенция и параллелизм двух филетических линий в условиях географической изоляции. Получено математическое выражение темпов эволюции различных признаков скелета ископаемых лосей. Получены новые данные об изменениях темпов эволюции лосеобразных во времени, установлены причины, приводящие к ускоренному формообразованию. В частности, показано, что быстрое существенное увеличение размеров тепа лосей в конце эоплейстоцена было связано с первым масштабным плейстоценовым похолоданием (МИС 22).
Практическое значение работы. Выявление новых и ревизия уже известных этапов филетической эволюции лосеобразных позволяет использовать остатки ископаемых лосей для биострагиграфического расчленения континентальных толщ позднего плиоцена и квартера Голарктики и для корреляции удаленных разрезов, включая трансконтинентальные и межконтинентальные корреляции.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований представлены на международных конференциях: «Beiingian Paleoenvironments» (США, Фэрбенкс, 1991); "Beringian Paleoenvironments Workshop " (США, Флориссан, 1997); «Qualemaiy Environment of the Eurasia North (QUEEN)» (Норвегия, Ойстиз, 1999); «31 International Arctic Workshop» (США, Амхерст, 2001); «32 International Arctic Workshop» (США, Болдер, 2002); «Геология, геохимия и экология Северо-Запада России» (Санкт-Петербург, 2005); «Проблемы корреляции плейстоценовых событий на Русском Севере» (Санкт-Петербург, 2006); на Всероссийских конференциях: «Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода». (Москва, 1994); «Состояние териофауны в России и ближнем зарубежье» (Москва, 1995); «Третье Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода» (Смоленск. 2002); «V
3
Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода» (Москва, 2007). По тек диссертации опубликовано 27 работ, семь соответствуют списку изданий ВАК РФ.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, cimci цитированной литературы и приложения (таблицы промеров черепов и коек посткраниального скелета). Объем текста 250 страниц, 97 рисунков и 8 таблиц, списс литературы включает 365 названий.
Благодарности. Автор выражает огромную благодарность научному руководители Э.А. Вангенгейм за бесконечное терпение и деятельное участие в подготовке работ: Большую помощь в изучении многих разрезов с остатками лосеобразных оказал А.Э. Басиля! Автор признателен коллегам по лаборатории стратиграфии четвертичного периода ГИН РА за плодотворное обсуждение работы, а также А.М. Слепцову, Н.И. Чирикову H.A. Божедонову — жителям п. Бетенкес Республики Саха (Якутия), за бескорыстную помок при изучении Адычских разрезов. Отдельную благодарность хочется выразить A.B. Шер который помог автору сделать первые шаги в палеонтологии.
В работе использована стратиграфическая шкала МСК 1995, 1998.
Глава L ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ИСКОПАЕМЫХ ЛОСЕЙ
В настоящее время большинство авторов считают валидными от 2 до 5 родов и от 4 до видов ископаемых и современных лосеобразных. Огромное число выделенных в разное врем синонимов свидетельствует о сложности палеонтологического изучения лосей и неоднозначности оценки систематических признаков различными исследователями.
1.1. История изучения ископаемых лосей в Новом Свете. В 1807 г. в верх» неоплейстоценовых отложениях у устья р. БигБонЛик, Кентукки, был найден фрагма черепа ископаемого лося. К. Вистар (Wistar, 1818: 375-379; Plate X, fig. 4, 5) описав эт находку под названием "олень рода Cervus", указал на ее отличия и от оленя и от лося. В 182 г. появилось родовое название Alces Gray, которое было принято научным сообществом.
Р. Харлан (Harlan, 1825) предложил для оленя Вистара название Cervus americanus, i подозревая, что уже существует старший омоним Cervus americanus Elxleben, 1777, и старши синоним Cervus americanus, который в 1820 г. ввел Д. Клинтон (Clinton, 1822: 189-193 Название Клинтона до рубежа XIX и XX столетий не употреблялось. Номснклату{ лосеобразных стала еще более запутанной после опубликования работы В. Жардана (Jardin 1835), в которой был предложен уже третий синоним Alces americanus.
Со временем стало ясно, что олень Вистара все-таки ближе к лосям, чем к настоящи оленям и, таким образом, Alces americanus (Harlan) становится старшим синонимом Ala americanus Jardine, 1835 и Cernís americanus Clinton, 1822. Эту номенклатурную проблек снял труд В. Б. Скотта (Scott, 1885), который, несомненно, является самой значительно работой по палеонтологии американских лосей. В статье был описан полный скелет оленя i поздненеоплейстоценового болота у Нью-Джерси. Морфология скелета этого животно] сближала его с современным лосем, хотя некоторые признаки были ближе генерализованному оленьему типу, в то время как рога имели совершенно уникальш строение. Сочетание признаков оленя и лося побудило Скотта выделить новый род Cervala (Оленелось). Скотт выдвинул несколько опередивших свое время предположений о том, 4i Alces и Cervalces произошли от одного предка, Cervalces архаичнее Alces, Cervalces и Ala дивергировали довольно поздно, чрезвычайная длина конечностей является приспособление
к перемещению по глубокому снегу, развитые и отставленные в сторону боковые метаподии являются приспособлением для перемещения по болотистым субстратам, короткая шея свидетельствует о питании древесной растительностью (с таким типом питания хорошо согласуется и относительно длинная голова), вымирание Cervalces могло произойти не только из-за общих с другими вымершими плейстоценовыми видами причин, но и из-за проигрыша в конкурсной борьбе с более приспособленным к условиям среды Alces.
В 1898 г. Ч. Лайдеккер ввел новый вид Cervus scotti (Lydekker, 1898), чтобы устранить вновь возникающую омонимию с Cervus americanas. Вскоре из-за наличия очевидных отличий оленелося Скотта от Cervus и от Alces видовое название Cervus scotti было рекомбинировано в виде Cervalces scotti (Scott, 1913).
С 1889 по 1937 гг. по фрагментам рогов, штанга которых в той или иной степени удлинена, были выдены еще несколько видов лосеобразных - Alces brevitrabalis Cope, 1889, Alces semipalmatus Cope, 1889, Cervalces roosevelti Hay, 1913, Cervalces borealis Bensley, 1913, Giraffa nebrascensis Matthew, Barbour,1925 и Cervalces alaskensis Frick, 1937.
Хотя сведения о геологическом строении местонахождений и устарели, вполне может оказаться, что Alces brevitrabalis, Alces semipalmatus, Cervalces roosevelti, Cervalces borealis и Cervalces alaskensis имеют довольно древний, эоплейсгоцен-ранненеоплейстоценовый возраст, по крайней мере, для первых трех видов об этом есть прямые указания авторов.
Новые находки XX века расширили представления об изменчивости, географическом распространении, и возрасте североамериканских Cervalces.
Э. К. Галбрес (Galbreath, 1939) обнаружил, что размеры рогов всех Cervalces, кроме С. borealis, увеличиваются с востока на запад, что может указывать на то, что формы, определявшиеся раннее как С. alaskensis и С. roosevelti, на самом деле являются крупными разновидностями С. scotti. К. В. Хиббард (Hibbard, 1940) предположил, что вариации длины штанги рога С. scotti, С. roosevelti и С. borealis могут объясняться возрастными изменениями и внутривидовой изменчивостью размеров С. scotti. Однако Э. А. Хиббард (Hibbard, 1958) показал, что идея Галбреса о клинальной изменчивости размеров рогов Cervalces не находит подтверждения при внимательном изучение материала.
Р. Харингтон (Harington, 1977) описал серию ископаемых остатков лосей из восьми нижненео плейстоценовых местонахождений в бассейне р. Одц Кроу (провинция Юкон, Канада), показав, что все они по размерам и строению рогов очень близки к евроазиатским нижнеплейстоценовым Alces latifrons.
Ревизия североамериканских лосей впервые была произведена в конце XX в. (Churcher, Pinsof, 1987). Результатом этой ревизии стало признание валидными только двух североамериканских видов Cervalces - Cervalces scotti и Cervalces latifrons. Д. Гатри (Guthrie, 1990b) пришел к выводу, что:
1) Cervalces еще населял север Северной Америки , во время стадии 3 морской изотопной шкалы (MIS 3);
2) современный лось Alces alces заместил более архаичного С. latifrons между 24 000 и 14 000 лет назад;
3) Alces alces произошел в средних широтах Азии в результате быстрых эволюционных изменений.
Г. Г. Боескоров (2001) показал, что лоси, определенные Гатри как Cervalces scotti, в действительности являются Alces americanus (= A. alces у Гатри). Таким образом, была поставлена под сомнение идея о том, что на севере Северной Америки Cervalces latifrons прожил на несколько сотен тысяч лет дольше, чем в Евразии. Эту точку зрения подтверждают и данные, обсуждаемые в более поздней работе Гатри (Guthrie, 2006).
Большую серию ископаемых остатков лосей из Восточной Берингии (из старых коллекций) описывает Г. Г. Боескоров (2001).
В целом, большинством исследователей история лосеобразных Северной Америки понимается примерно одинаково. Проникнув в Новый Свет из Евразии через Берингию не раннее эоплейстоцена в условиях длительной изоляции кордильерским и лаврентийским ледниками происходило формирование новой филетической линии, представители которой приобрели новые признаки, сохранив много архаичных черт. Конечной стадией этого процесса является Cervalces scotti, который вымер в самом начале голоцена не выдержав конкуренции с Alces, рапространившимся из Берингии на юг после отступания ледников. Эволюция берингийских лосей Северной Америки происходила параллельно с евроазиатской.
1.2. История изучения ископаемых лосей в Старом Свете. Г. И. Фишер (Fischer, 1831) положил начало евроазиатской палеонтологии лосей, описав под названием Cervus fellinus сброшенный рог из болотных отложений в долине р. Феллин у эстонского городка Вильянди (Феллин). Позже по остаткам поздненеоплейстоценовых лосей были описаны подвиды и виды С. Alces fossilis Mayer, 1832 из Италии и Ирландии и Cervus (Megaloceros) savinus Fischer, 1834 из Подмосковья. Лось Фишера вскоре был переописан под названием Alces savinus Rouillier, 1847. В XIX - начале XX вв. это название часто использовалось для обозначения крупных средне-поздненеоплейстоценовых лосей с большой лопатой в форме "бабочки" (Pavlow, 1906; Павлова, 19266).
В 1836 г. для европейского современного лося было предложено новое видовое название Alces machlis (Ogilby, 1836). Несмотря на то, что для современного лося уже существовало валидное видовое название (Cervus alces), а Огилби не дал подробного описания своего таксона, новое название прижилось и часто использовалось вплоть до начала XX века.
Упоминания о находках ископаемых лосей можно найти в нескольких трудах следующих десятилетий, часто без описания и сравнения (Hardy, 1860; Bateman, 1861; Howse, 1861; Owen, 1869; Tindali, 1869). В других работах описания присутствуют. Незначительные морфологические отличия описываемых находок принимаются авторами как достаточные для выделения новых видов ископаемых лосей: Alcelaphus alce (Gloger, 1841), Alces antiquorum (Rüppel,1842), Alcespalmatus (Gray, 1843), Alces leptocephalus (Pusch, 1846), Alces lobatus (Agassiz, 1846), Alces resupinatus (Rouillier, 1847), Alces jubata (Fitzinger, 1860), Cervus cameloides (Milne-Edwards, 1867).
В 1862 г. Логель описал новый вид ископаемого оленя Megaceros carnutorum из Сен-Прэ (около 1 млн. лет) (Laugel, 1862). Позднейшие исследования показали, что описанные Логелем остатки относятся к трем разным видам оленей (Heintz, Poplin, 1981). Так как единственным изображенным остатком был М2 (Laugel, 1862: рис. 1, стр. 721), безусловно относящийся к лосю, было решено считать именно его типом вида carnutorum и отнести этот вид к роду Alces (Heintz, Poplin, 1981).
В 1874 г. Р. Джонсон (Johnson, 1874) описал новый вид ископаемого лося Cervus latifrons. К этому виду впоследствии было отнесено наибольшее число находок ископаемых лосей.
В 1886-1887 гг. Б. Докинс отнес описанного Джонсоном оленя и еще пять новых находок к роду Alces - Alces latifrons (Dawkins, 1887). Длина штанг двух рогов (Dawkins, 1887: Table I -1-5), намного превышала таковую экземпляров Джонсона, но этот признак автор не посчитал систематически значимым. Э. Т. Ньютон (Newton, 1891) впервые выдвинул предположение о том, что ббльшая длина штанг рогов некоторых ископаемых лосей может быть свидетельством их таксономической самостоятельности.
В самом конце XIX, начале XX века стали поступать сообщения о находках Alces latifrons в континентальной Европе (Kinkelin, 1889; Pohlig, 1892; Wüst, 1900; Pavlow, 1906; Freudenberg, 1914; Soergel, 1914) ив Западной Сибири (Pavlow, 1906). К настоящему времени в Евразии известно уже не менее 70 местонахождений лосей, относимых к виду latifrons.
В 1920 г. А. Портис без описания и сравнения выделил новый подрод Praealces, в составе
рода Cervus, рекомбинировав Alces latifrons в Cervus (Praealces) latifrons (Portis, 1920:137). Название Портиса не прижилось, так как не было достаточно обосновано, хотя изредка встречается в работах (Kahlke, 1956; Kurtén, 1968; Стратиграфия СССР, 1982).
А. Аццароли (Azzaroli, 1952) описал новый род и вид Libralces gallicus из верхнеплиоценовых отложений местонахождения Сенез на юге Франции.
К Libralces gallicus был отнесен ряд находок из нескольких местонахождений Норфолка, Великобритания (Azzaroli, 1952, 1953). Аццароли обратил внимание на значительную дифференциацию размеров и морфологии древнейших лосей. Самые мелкие остатки лосеобразных из Норфолка им были отнесены к новому виду Libralces minor. Остатки лося, более крупного, чем голотип из Сенеза, Аццароли отнес к новому виду Libralces reynoldsi (Azzaroli, 1953). Позднее первый вид был признан синонимом Libralces gallicus, а второй -Alces latifrons (Kahlke, 1956; Azzaroli, 1979).
Значительный вклад в изучение Alcini внес X. Д. Кальке. Он описал большую серию важнейших материалов из плейстоценовых местонахождений Германии - Зюссенборн, Мосбах, Фойгштедт, Эрингсдорф, Таубах и Унтермассфельд (Kahlke, 1956-59; 1958; 1960b; 1965; 1969; 1975; 1977; 2001). Кальке, вслед за Зоргелем (Soergel, 1914) и Ньютоном (Newton, 1903), заметил, что длина штанги и величина лопаты досредненеоплейстоценовых лосей сильно варьирует, от чрезвычайно длинноштангового морфотипа с относительно небольшой лопатой до более короткоштангового морфотипа с лопатой большего размера. Кальке решил, что размер и геометрия рогов изменялись с течением времени и слабо зависели от экологии. Таким образом в 50-60е годы появилась предпосылка к использованию остатков лосеобразных для стратиграфии. По четырем формам лосей: Alces gallicus, длинноштанговой форме Alces latifrons, короткоштанговой форме Alces latifrons и современному лосю Alces alces можно было расчленять конец плиоцена и плейстоцен на биохроны, границы которых на тот момент были еще очень неопределенными.
Н. К. Верещагин по фрагменту лобной кости из эоплейсгоценовых отложений Таманского полуострова (карьер Цимбал) описал новый род и виз Tamanalces caucasicus (Верещагин, 1957). Недавно было показано, что он не имеет отношения к Alcini, являясь видом рода Megaceroides (Croitor, 2005).
В 1965 г. из средненеоплейстоценовых отложений Алдана был описан рог еще одной формы лося Alces latifrons postremus (Вангенгейм, Флеров, 1965). Авторы указывали, что по пропорциям штанги, форме и строению лопаты рога этот лось не отличался от Cervalces latifrons, но был гораздо мельче. По строению и времени существования лось-постремус мог бы претендовать на роль переходной формы между Alces latifrons и Alces alces. Позднее многочеленные остатки этого лося были найдены на Камчатке (Васьковский, 1966), Алдане (Русанов, 1968), Колымской низменности (Шер, 1971), р. Адыче (Котов, 1974), в дельте Лены (Лазарев, Томская, 1987), и в Западной Сибири (Форонова, 1974). Сообщалось также о находках Alces postremus в Западной Европе, в местонахождениях Таубах и Веймар-Эрингсдорф (Kahlke, 1975, 1977), хотя, по строению рогов лоси из Таубаха и Веймар-Эрингсдорфа были более продвинутыми, чем тип A. postremus. Кроме того, слои Таубаха и Веймар-Эрингсдорфа, в которых были найдены остатки лосей, несколько моложе осадков, в которых был найден тип A. latifrons postremus.
Из раннеплиоценовых отложений Косякинского карьера (Ставрополье, Северный Кавказ) был описан новый род и вид оленя, близкого к лосям, Pseudalces mirandus (Флеров, 1962; Флеров и Шевырева, 1963). Несмотря на ряд признаков, сближающих этого оленя с представителями Alcini, степень их родства оценивается по-разному. Часть исследователей (Флеров, Шевырева, 1963; Heintz, Poplin, 1981) считают ложнолося из Косякино ближе к группе Eucladoceros. Другие (Vislobokova, 1986) относят P. mirandus к Alcini. P. mirandus мог бы претендовать на роль таксона, близкого к предковой форме лосеобразных.
В 60-70-е годы были получены материалы, характеризующие эволюцию лосеобразных Восточной Сибири (Вангенгейм, 1961; Вангенгейм, Флеров, 1965; Шер, 1971, 1986). Бы высказано предположение, что развитие лосей в этом регионе по сравнению с Европ происходило в целом однотипно и синхронно.
Дальнейшее изучение ископаемых Alcini состояло в накоплении обширных материалов уже известных и новых местонахождений и углублении знаний о таксономии, системам эволюции, палеобиогеографии и палеоэкологии лосей.
Большинство исследователей принимает следующие таксоны: Cervalces gallicus, Cervah carnutorum, Cervalces latifrons, Cervalces latifrons postremus, Alces brevirostris, Alces alces Cervalces scotti. Авторами, рассматривавшими историю лосеобразных в целом, бы предложено не менее девяти вариантов филогений Alcini, не считая модификаций, имеющ непринципиальные отличия (рис. 1 приложения). Сопоставление этих схем показыва насколько по-разному исследователи понимали историю развития группы.
И. А. Вислобокова предложила две гипотезы происхождения лосеобразных непосредственно от азиатских плезиоморфных миоценовых оленей дремотериин (три Dremotheriiní) в результате раннемиоценовой радиации, которая привела к образованию вс современных групп оленей (Вислобокова, 1990а) или позже, от миоценовых американс бластомерицин (триба Blasomeiycini) (Вислобокова, 19906).
Наиболее дискуссионными в настоящее время представляются следующие пробле1 палеонтологии лосеобразных:
1. Происхождение лосей.
2. Положение лосей в системе Cervidae.
3. Родовой статус видов лосей.
4. Количество современных и ископаемых видов лосей.
5. Синхронность эволюции Alcini в Европе, Азии и на севере Северной Америки.
6. Хронологические рубежи существования видоп Alcini.
7. Была ли эволюция лосеобразных постепенной или скачкообразной.
8. Причины формообразования лосеобразных.
9. Время проникновения лосеобразных в Северную Америку, происходило ли э однократно.
10. Интенсивность трансберингийского обмена Л/сш/.
11. Стратиграфическое значение лосеобразных.
Настоящее исследование позволило в той или иной степени приблизиться к решен! проблем 1,3-9 и 11.
1.3 Кариотипические и молекулярно-генетические исследования. Число хромосом лосей в Европе и Западной Сибири (к западу от Енисея) меньше, чем у лосей в Северн Америке, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, что позволило рассматривг североамериканско-азиатских и европейских лосей в качестве самостоятельных полувид (Groves, Grubb, 1987) или видов A. alces и A. americanas (Boeskorov,1997). Морфолотическ отличия подтверждают самостоятельность этих видов (Флеров, 1934; Боескоров, 1998, 20( Боескоров, Пузаченко, 2001), причем, A. americanus может быть исходной формой отношению к A. alces (Боескоров, 2001).
Исследования ДНК по данным некоторых авторов (Mikko, Andersson, 1995; Udii Danilkin, 1998; Удина и др., 2001) подтверждают генетическую дивергенцию европейских американских лосей. При этом отмечается, что Восточная Сибирь и Дальний Восток бы наиболее близки к месту происхождения и формообразования современных лосей (Удина др., 2001). Анализ вариабельности ДНК показал, что популяция лосей расширялась дваждь во время последнего интерстадиала позднего неоплейстоцена и в начале голоцене.
Глава П. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
коз.-!-.;«,.. •• •• '
2.1. Материал. Материалом для исследования послужили более четырехсот остатков A leim, собранных автором и коллегами-геологами в 1996-2009 гг. на Приморских низменностях Якутии (р. Яна, берега пролива Дмитрия Лаптева, р. Индигирка, р. Колыма) и з Туостахсшй впадине (р. Адыча, Якутия). Новые сборы позволили впервые для этого региона выявить все звенья филетической линии Cervalces-Alces с конца эоплейстоцена до настоящего времени. Некоторые значимые для таксономии и систематики материалы были собраны in situ, что имело большое значение для реализации стратиграфического потенциала группы. Среди очень важных находок стоит отметить часть скелета Cervalces amplieontus sp. nov. из эоплейстоценовых слоев местонахождения Ледяная гора в низовьях р. Яны и сброшенный рог Cervalces alaskensis с сохранившимся большим фрагментом лопаты из нижнего неоплейстоцена местонахождения Улахан-Суллар (р. Адыча, Туостахская впадина).
Для таксономической ревизии лосеобразных были изучены важнейшие собрания их остатков из местонахождений: Тирасполь (Приднестровье), Ливевдовка (Приазовье), Куруксай (Таджикистан), Косякино (Ставрополье), Зюссенборн, Фойгштедт, Унтермассфельд, Таубах, Эрингсдорф (Тюрингия, Центральная Германия), Алдан (Центральная Якутия), Чушчья (Северная Якутия). В музеях Вашингтона, Нью-Йорка и Фэрбенкса были изучены значительные палеонтологические материалы по ископаемым лосям Северной Америки.
Всего было просмотрено около 700 ископаемых остатков, принадлежащих 11 формам Alcini, относящимся к родам Cervalces и Alces. Проведено не менее 4000 измерений различных элементов скелета.
Изменчивость современных лосей была изучена на серийном материале из Ленинградской области, Приуралья, Восточной Сибири и Севера Северной Америки, всего 45 скелетов, 110 черепов, 230 зубных рядов и отдельных зубов.
2.2. Методика промеров и номенклатура элементов скелета. Промеры костей выполнены по модифицированной методике А. Дриш (Driesch, 1976). Важнейшим таксономическим признаком лосеобразных являются пропорции и размеры штанги рога. Обычно измеряют обхват и/или диаметр штанги перед розеткой, в средней части штанги и перед началом лопаты, а также длину штанги до начала лопаты (элементы рога показаны на рис. 1), Иногда измеряют длину сохранившегося фрагмента рога и размеры различных элементов лопаты (длину отростков, толщину лопаты в разных местах).
Рис. 1. Название элементов рога, схема промеров длины штанги рога и угла скручивания плоско-сти лопаты относительно длин-ной оси черепа
А - обхват в середине штанги; В - обхват рога в месте его удвоения; С - длина штанги рога от ее начала до места, где обхват увеличивается вдвое; у - узкое начало лопаты (Cervalces); ш - широкое начало лопаты {Alces)
Эмпирически было установление, что наиболее воспроизводимые результаты дают промеры, выполняемые по видоизмененной методике Чачера и Пинсофа (Churcher, Pinsof, 1988). Согласно этой методике длина штанги рога (рис. 1 «С») определяется как расстояние от
проксимального конца штанги до той части начала лопаты, где обхват равен двум обхватам _ средней части штанги (рис. 1 «А»).
Номенклатура морфологических элементов нижних зубов лося показана на рисунке 2.
с
Рис. 2. Номенклатура элементов зубов лосей
Ртс1 - протошнид; КМ - мегакони, Рагс! - параконид; Нур - гинокони. Епс! - энтоконид; А - соединен!: гипоконида с протоконидом; В
соединение протоконида с метаконида С - вторая долинка на Р3 (отдельно показан Рз сотк-рытой второй долинкой)
2.3. Признаки элементов скелета, использованные для таксономии и систематики.
данном разделе рассмотрены признаки, используемые для таксономии и систематики А1сШ. Поиск этих признаков осуществлялся с помощью эволюционно-морфологического и сравнительно-морфологического методов с учётом изменчивости. Эволюционно-морфологический метод состоит в выявлении морфологических отличий между современными и самыми ранними формами. Сравнительно-морфологический метод основан на выявлении параллельных тенденций в развитии отдельных признаков и целых морфо-функциональных систем в родственных группах млекопитающих. Особенно ценен этот метод для исследования ранних Акт, имевших более генерализованное "ояенеобразное" строение.
В результате были отобраны следующие признаки скелета, пригодные для систематики ископаемых АШт - череп: высота и ширина черепа, длин рострума, ширина носового входа, вздутость верхней части носового входа, длина носовых костей, контакт носовой кости с резцовой, верхние клыки, положение глазниц, шов на внешней поверхности верхнечелюстной кости в месте прикрепления носового отростка резцовой (межчелюстной) кости к носовой кости; нижняя челюсть: диастема нижней челюсти, угол между телом нижней челюсти и ветвью нижней челюсти; рога: отношение длины штанги рога к ее диаметру, форма начал г лопаты, Б-образная изогнутость штанги, вогнутость основания лопаты, соотношение передней и задней частей лопаты; зубы: гипсодонтия, степень моляризации премоляров, степень развития добавочных лабиальных столбиков, следы складки протоконида, отношение длины ряда премоляров к длине ряда моляров; кости посткраниалыюго скелета: оноситеяьная длина конечностей, отношение проксимальных отделов конечностей к дистальным, пропорции корпуса, относительная длина шеи, форма фасетки малеолярной кости астрагала, форма внешней части нижнего блока астрагала, форма пяточной фасетки астрагала, расстояние между краями нижних фасеток астрагала, выступ упора астрагала пяточной кости, форма верхней поверхности упора астрагала пяточной кости, угол выреза проксимального сустава тибии, угол фасетки проксимального сустава тибии, угол врезки для локтевой кости, впадина полулунного выреза локтевой кости, форма суставов и фасеток метакарпа и карпале.
Глава Ш. ГЕОЛОГИЯ ВАЖНЕЙШИХ МЕСТОНАХОЖДЕНИЙ ИСКОПАЕМЫХ
ЛОСЕЙ
Остатки ископаемых лосей происходят из 124 плиоцен - плейстоценовых и нескольких сотен голоценовых местонахождений Евразии и Северной Америки. В настоящей главе рассмотрено геологическое строение местонахождений из которых известны типовые экземпляры видов ископаемых лосеобразных (подчеркнуты) и наиболее представительные остатки АШт (рис. 3): Западная и Центральная Европа - Сенез (вторая половина позднего плиоцена), Сен-Прэ (вторая половина эоплейстоцена), Хэпписбург (конец раннего неоплейстоцена), Ист Рантон (первая половина позднего плиоцена), Мосбах (конец эоплейстоцена - ранний неоплейстоцен), Зюссенборн (ранний неоплейстоцен), Унтермассфельд (вторая половина эоплейстоцена): Восточная Европа - Тирасполь (первая половина раннего неоплейстоцена), Ливенцовка (первая половина позднего плиоцена): Средняя Азия - Куруксай (первая половина позднего плиоцена); восток Северной Азии -Ледяная Гора (самый конец эоплейстоцена - конец среднего неоплейстоцена), Мамонтова Гора. Тандинское обнажение, Чукочья 24 (самый конец эоплейстоцена - ранний неоплейсгоцен), Улахан-Суллар (ранний неоплейстоцен - конец среднего неоплейсгоцена), Осхордох (эоштейстоцен - голоцен), Святой Нос (ранний неоплейстоцен - средний неоплейсгоцен). Особенно подробно разобраны разрезы, в изучении которых автор принимал личное участие (Ледяная Гора, Улахан-Суллар, Осхордох, Святой Нос, Чукочья 24). Для каждого разреза приводится описание, списки фауны, положение костеносных уровней и данные абсолютной геохронологии (если имеются). Конечным этапом работы была корреляция местонахождений ископаемых А1сш Евразии и Северной Америки (рис. 2 приложения).
Рис. 3. Положение важнейших местонахождений ископаемых лосеобразных Евразии
1 - Ойогос-Яр; 2 - Чукочья 24; 3 - Ледяная Гора; 4 - Улахан-Суллар; 5 - Оскордох; 6 - Тандинское обнажение; 7 - Мамонтова Гора; 8 - Колкотова балка (Тирасполь); 9 - Ливенцовка; 10 - Куруксай; 11 - Сенез; 12 - Сен-Прэ; 13 - Мосбах; 14 - Унтермассфельд; 15 - Зюссенборн; 16 - Ист-Рантон; 17 - Хэпписбург
Глава IV. ИЗМЕНЧИВОСТЬ СКЕЛЕТА ЛОСЕЙ
Оценка изменчивости таксономических признаков ископаемых Alcini затруднена редк встречаемостью и гетерохронностью их остатков. Компенсировать отсутствие этих дани помогает изучение изменчивости современных представителей трибы. Априо предполагается, что границы изменчивости изучаемых морфологических струю современных лосей примерно соответствуют таковым у ископаемых предсгавител лосеобразных.
4.1 Изменчивость эволюционно значимых признаков нижних премоляров. В хс
эволюции премоляры оленей усложнялись, становясь более похожими на моля; (Heintz, 1970; Вислобокова, 1990а). Изучение этого процесса, называемого моляризацией, филетической линии лосеобразных позволяет выделить структуры, длительное вре испытывающие однонаправленные преобразования: увеличение лингвальных конид разрастание лопастей, идущих вперед и назад от метаконида, прогрессирующая утрата связ протоконида с метаконидом и протоконида с гипоконидом. Такие структуры можно назш эволюционно значимыми признаками. Изучение изменчивости этих признаков современном материале (105 зубных рядов современного восточноевропейского лося Ah alces из Приуралья [Печеро-Илычского государственного заповедника] и центра Русск равнины [Мордовского, Приокско-Терассного и Окского государственных заповедник) позволило зафиксировать морфотип, преобладающий у современных лосей, а так установить амплитуду изменчивости для более уверенной классификации ископаемых Ale по зубам. Также удалось оценить частоту встречаемости у современных Alcini одного важных, но малоизученных таксономических признаков ископаемых лосей - закрытия втор долинки Р3.
Изучение изменчивости участвующих в моляризации структур предкоренных зу£ современного лося показало, что в настоящее время продолжается процесс, происходивш во всех группах оленей на протяжении более чем 30 млн. лег. На частоту встречаемое признаков, участвующих в моляризации, влияет степень адаптивной значимости эп признаков.
4.2. Изменчивость черепа Alces. Исследования 118 черепов из различных райю Евразии и Северной Америки полностью подтвердили раннее сделанные выгоды. Крс абсолютных размеров, наиболее вариабельной является относительная длина ростральв части черепа и строение носовых отростков резцовой кости. Абсолютные размеры черепа относительные размеры рострума лося увеличиваются в Евразии к востоку и северо-восток; в Америке к западу и северо-западу (Боескоров, Пузаченюо, 2001а). Различия в строе! резцовой кости соответствуют географическим границам распространения A. alces и americanus.
Обнаружен не обсуждавшийся раннее признак, подтверждающий филетическую св: между Cervalces и Alces. Этим признаком является шов, иногда встречающийся на внепи поверхности верхней части межчелюстной кости черепа Alces. У поздненеоплейстоценов европейских Alces (п = 15) шов на межчелюстной кости встречается в 10 % случаев, ископаемых Alces americanus (n = 8) в 45% случаев; у современных A. americanus (п = 16) в % случаев, а у A. alces (п = 79) не встречается совсем. Наличие шва на межчелюстной ко< является атавизмом, доказывая наличие в рецессивном состоянии признаков более раш форм. По наличию и развитию этого признака можно предположить, что уже в koi плейстоцена началась дивергенция внутри рода Alces, что привело, в конечном счете,
ответвлению Alces alces от Alces americanus. Эти выводы вполне согласуются с результатами других морфологических а также молекулярно-генетических исследований.
43. Изменчивость костей посткрания. Всего было изучено 16 скелетов и 40 отдельных костей современных лосей разного индивидуального возраста Материал происходит из Восточной Европы (Ленинградской области), Восточной Сибири и с Дальнего Востока. Обнаружена большая вариабельность некоторых признаков, предлагавшихся раннее для систематики ископаемых лосеобразных. Выявлен ряд признаков посткрания современных лосей, не перекрывающихся с соответствующими признаками Cervalces. Изменчивость всех этих признаков не имеет явно выраженной аллометрической природы, что делает их особо ценными для диагностики относительно мелких современных лосей и крупных видов Cervalces.
Глава V. ОПИСАНИЕ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
В работе приводится описание следующих таксонов:
ОТРЯД ARTIODACTYLA Owen, 1848 ПОДОТРЯД RUMINANTIAScopoli, 1777 СЕМЕЙСТВО CERVIDAE Goldfuss, 1820 ПОДСЕМЕЙСТВО CAPREOLINAE Brookes, 1828 Триба Alcini Simpson, 1945
Рол Cervalces Scott. 1885
Подрод Cervalces (Libralces) Azzaroli, 1983
Cervalces (Libralces) minor (Azzaroli, 1952) - первая половина позднего плиоцена
Европы и Средней Азии
Libralces sp.: Байгушева, 1971, с. 25; Libralces cf. gallicus: Vislobokova, 1986. с. 240, рис. 1,2. Libralces sp., Байгушева: 1982, с. 9-10. Libralces gallicus: Никольский, Титов, 2002, с. 92-98. Cervalces {Libralces) gallicus (Azzaroli, 1952) - вторая половина позднего плиоцена
Европы
Alces latifrons: Reynolds, 1934, с. 12 (pars.), рис. 7. Libralces gallicus: Apóstol, 1972, с. 434, рис. 7-10. Cervalces (Libralces) sp. - первая половина эоплейстоцена Восточной Европы я Западной Сибири
Cervalces (Libralces) carmitorum (Laugel, 1862) - вторая половина эоплейстоцена
Европы
Megaceros carnutorum: Laugel, 1862, стр. 712, фиг. 1. Alces carnutorum: Heintz et Poplin, 1981, с. 107-110, фиг. 1,2. Alces carnutorum: Kahlke, 1995; Kahlke, 1997. Alces carnutorum: Kahlke, 2001, с. 470-471, таблица73, рис. 1,2.
Eoap^JLa^Jffinsjiubgen.nov,
Cervafces (Latifrons) amplicontus species nova - самый конец эоплейстоцена Европы и
Берингии
Alces latifrons: Kahlke, 1956, с. 1-7 (pars), табл. 3.
13
Alces latifrons: Kahlke, 1960, c. 12-22 (pars), табл. 1,2. Alces aff. latifrons: Шер, 1971, с. 196-206 (pars), рис. 29, табл. XIV рис. 2-4. Cervalces (Latifrons) aff. amplicontus - граница эоплейсгоцена и неоплейстоце
Восточной Сибири Alces aff. latifrons: Шер, 1971, с. 196-206 (pars), рис. 29, табл. XIV рис. 2-4. Cervalces (Latifrons) alaskensis Frick, 1937 - первая половина раннего неоплейстоце
Северной Евразии и севера Северной Америки Alces latifrons-. Павлова, 1925, с. 7-11, табл. 1:рис. 1,1а, 2,2а, 3. Alces latifrons: Павлова, 1925, с. 22. Alces latifrons-. Reynolds, 1934, рис. 6А. Cervalces alaskensis (pars): Frick, 1937, с. 199-203, рис. 19В. Alces latifrons: Kahlke, 1956, с. 1-7 (pars), прорисовка 1,2,3,4, табл. 1, 2,4, 5. Alces latifrons: Вангенгейм, 1961, с. 97, фиг. 44,45. Cervalces (Latifrons) latifrons (Johnson, 1874) - конец раннего неоплейстоцена Север»
Евразии и Берингии Cervus latifrons: Johnson, 1874, с. 1-4, табл. 1. Cervalces {Latifrons) sp. - первая половина среднего неоплейстоцена Берингии Alces latifronspostremus: Vangengeim et Flerow, 1965,166-167, рис. 1. Cervalces scotti (pars): Боескоров, 2001, с. 79-84, рис. 276; 286. Cervalces latifrons postremus (pars): Боескоров, 2001, 73-78, рис. 23; 24a, б, в
25a, б.
ПтржСт'вк&АшШЛШЗ. Cervalces (Cervalces) scotti (Lydekker, 1898) - конец неоплейстоцена - начало голоце
центральных районов Северной Америки
Cervus americanus Scott, 1885. Cervalces scotti: Lydekker, 1898.
Cervalces scotti: A. Hibbard, 1958, c. 33-36, табл. I: рис. 1,2. Cervalces scotti: McDonald, 1989, c. 349-356, рис. 1,2. Cervalces scotti: Farlow, McClain, 1996, c. 322-330, рис. 2.
Alces sp. - начало неоплейстоцена Евразии
Alces americanus (Clinton, 1822) - поздний неоплейстоцен Евразии и Берингийск Северной Америки, голоцен-ныне Северной Амерш Восточной Сибири, Дальнего Востока и Западной Сибири востоку от Енисея Alces machlis: Newton, 1903, с. 80-88, табл. V, рис. 1-4. Alces americanus: Боескоров, Пузаяенко, 2001, с. 97-110. Alces alces (Linnaeus, 1758) - самый конец неоплейстоцена - голоцен Европы и Запада Сибири к западу от Енисея Alces alces: Боескоров, Пузаченко, 2001, с. 97-110.
Глава VL ЭВОЛЮЦИЯ, ФИЛОГЕНИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЛОСЕЙ
6.1. О происхождении лосеобразных. Первые, безусловно относящиеся к Alcini, позднеплиоценовые олени, Cervalces minor, уже обладали признаками, выделяющими эту группу в системе семейства Cervidae. Высокая специализация могаа быть достигнута только в результате длительною периода развития, который слабо представлен в палеонтологической летописи. По-видимому, ближе всего к предковой форме лосеобразных стоят азиатские олени рода Pavlodaria Vislobokova, 1980, из позднемиоценового местонахождения Гусиный перелет на Иртыше у г. Павлодар, Казахстан. Как и лоси, паалодария относится к группе американских оленей (Вислобокова, 1980), формально обозначаемой как подсемейство Odocoileinae Pocock, 1923, или Capreolinae Brookes, 1828. Учитывая вероятность происхождения непосредственных предков лосей (которые пока не найдены) от оленей, близкородственных азиатским Pavlodaria и факт находки остатков оленей, близких к лосям, в среднем плиоцене Забайкалья (Удунга), растет уверенность, что корни Alcini следует искать в Азии.
6.2. Лосеобразные позднего плиоцена и плейстоцена Евразии. Изучение обширного нового материала по лосеобразным Азии, и ревизия старых находок позволили пересмотреть объем уже известных таксонов и выделить новые. Ревизия группы и более детальняя стратиграфическая атрибуция известных и вновь выявленных морфеггипов выявили существенно более подробный таксономический ряд эволюционных форм Alcini, чем это представлялось раннее: Cervalces (Libralces) minor (Azzaroli) [первая половина позднего плиоцена]; Cervalces (Libralces) gallicus (Azzaroli) [вторая половина позднего плиоцена]; Cervalces (Libralces) sp. [первая половина эоплейстоцена]; Cervalces (Libralces) carniitorum (Laugel) [вторая половина эоплейстоцена]; Cervalces (Latifrons) amplicontus sp. nov. [самый юнец эоплейстоцена]; Cervalces (Latifrons) alaskensis (Frick) [первая половина раннего неоплейстоцена]; Cervalces (Latifrons) latifrons (Johnson) [самый конец раннего неоплейстоцена]; Cervalces (Latifrons) sp. [начало среднего неоплейстоцена]; Alces brevirostris Kretzoi [середина среднего неоплейстоцена]; Alces americanus (Clinton) [поздний неоплейстоцен-ныне]; Alces alces (L.) [голоцен].
На протяжении большей части эоплейстоцена остатки лосеобразных встречаются редко, однако по ним все же можно проследить постепенную эволюцию Alcini. В первой половине эоплейстоцена происходило небольшое постепенное увеличение скелета оленелося, при этом относительная длина штанги рога слегка сократилась. Обозначившаяся в начале эоплейстоцена тенденция продолжилась в середине и конце эоплейстоцена Единственная пока находка Cervalces (Libralces) sp. - штанга рога из Саркела на Нижнем Дону фиксирует новый эволюционный уровень, характерный для середины эоплейстоцена. Ближе к концу эоплейстоцена по крайней мере по Европейской части ареала распространилась более продвинутая форма - Cervalces (Libralces) carnuiorum.
До сих пор находки лосеобразных из отложений финального эоплейстоцена, раннего неоплейстоцена и начала среднего неоплейстоцена относили к одному виду latifrons в составе родов Alces или Cervalces. Анализ стратиграфического распространения морфотипов показал, что в это время существовало несколько сменяющих друг друга форм, которые удобно рассматривать в качестве хроновидов подрода Cervalces (Latifrons)-. Cervalces (Latifrons) amplicontus sp. nov. - Cervalces (Latifrons) alaskensis - Cervalces (Latifrons) latifrons - Cervalces (Latifrons) sp.
На рубеже эоплейстоцена и неоплейстоцена начали происходить серьезные изменения морфологии лосеобразных. Размеры представителей Alcini этого периода резко выросли, достигнув максимальных значений за всю историю трибы, причем скелет оставался довольно
грацильным. Именно на этом рубеже резко усилилась тенденция, наблюдавшаяся особенно отчетливо в последующей историки лосеобразных - штанга рога стала сокращаться при одновременном увеличении лопаты, конечности удлиняться, шея укорачиваться, премоляры моляризоваться (большая часть Р3 имеет уже закрытую вторую долинку), ростральная часть черепа удлиняться, высота черепа увеличиваться. Изменялись и другие, функционально сопряженные с названными признаки. Существенные морфологические и морфометрические отличия лосеобразных рассматриваемого периода потребовали выделения нового вида Cervalces (Latifrons) amplicontus sp. nov.
Кроме крупных морфологических преобразований, заметным событием в истории Alcini рубежа эоплейстоцена и неоплейстоцена стало быстрое расширение ареала на восток. Остатки С. amplicontus найдены не только в Европе, на Урале но и, впервые, в Восточной Сибири. По-видимому тогда же, на рубеже эоплейстоцена и неоплейстоцена, лосеобразные впервые проникли в Северную Америку. Об этом свидетельствует находка из местонахождения Олд Кроу 8, Канада, морфотипа С. amplicontus.
В начале раннего неоплейстоцена С. amplicontus по всему огромному ареалу сменяется Cervalces (Latifrons) alaskensis. Эта форма известна по многочисленным находкам рогов и костей посткрания из нескольких десятков местонахождений по всей северной Евразии. Полностью этот морфотип на генетическом уровне не исчезает и у более поздних лосеобразных, он все еще встречается в небольших количествах у поздненеоплейстоценовых, голоценовых и современных Alces.
В самом конце раннего неоплейстоцена появляется Cervalces (Latifrons) latifrons Географически С. latifrons был распространен так же широко, как и С. alaskensis.
Среяненеоплейстоценовый период развития Alcini - наиболее сложный для изучения, но, в то же время, один из самых важных, так как в это время происходила трансформация рода Cervalces в род Alces. Различия между последними Cervalces и первыми Alces размыты, а стратиграфическое положение наиболее ценных находок средненеоплейстоценовых лосей известно недостаточно точно.
По-видимому, ключевое значение для восстановления истории средненеоплейстоценовых лосей имеют три находки, фиксирующие переход от Cervalces к Alces, геологический возраст которых известен точнее: Cervalces (Latifrons) sp. из нижне-средненеоплейстоценовых отложений местонахождения Улахан-Суллар (р. Адыча, Восточная Арктика; Alces brevirostris из средне-средненеоплейстоценовых отложений пещеры Ордоппок у д. Солимар, Венгрия (Jánossy, 1969; V6rós, 1985), и Alces sp. из верхне-средненеоплейстоценовых осадков Улахан-Суллара.
В конце среднего неоплейстоцена морфологические и морфометрические параметры Alces достигают значений крупных современных Alces americanus. Это подтверждают находки двух фрагментов рогов лосеобразных из слоя 3 разреза Улахан-Суллар, возраст которого - вторая половина среднего неоплейстоцена. Штанга рога лося из местонахождения Эрингсдорф (Германия), возраст которого - самое начало позднего неоплейстоцена имеет такую же длину, как и у улахан-сулларских лосей Alces sp. Таким образом, в среднем неоплейстоцене можно наблюдать смену последовательных стадий развития Alcini, морфологическая эволюция которых заключалась в удлинении ростральной части черепа с одновременным укорочением носовых костей - постепенно образовывался столь характерный для современных лосей огромный носовой вход, к которому крепился внушительный хрящевой нос, вмещающий огромный носовой лабиринт. Вторым заметным преобразованием средненеоплейстоценовых лосей стало укорочение штанги рога, которая к концу среднего неоплейстоцена достигла значений, хоть и не минимальных, но встречающихся у современных лосей. Пока все же трудно окончательно провести черту между последними Cervalces и первыми Alces. Возможно, что какое-то время представители обоих родов в Евразии и берингийской
Северной Америке существовали одновременно (не считая, конечно, внеберингийских североамериканских Cervalces, параллельное, но не совместное, существование которых с Alces не вызывает сомнений). Ответ на этот вопрос могут дать только находки хорошо датированных черепов и рогов.
Необходимо обратил, внимание на давно существующее мнение (Soergel, 1912; Azzaroli, 1953, 1985; Боескоров, 2004) о том, что Alces не произошли непосредственно от Cervalces, а долгое время существовали параллельно с ними, ответвившись на ранней стадии эволюции Alcini от общего с Cervalces ствола (рис. 1 приложения). По мнению приверженцев этой гипотезы, Alces не могли произойти от Cervalces, потому что пгтанги рогов Alces значительно короче. Укорочение штанги рога лосей, по мнению Аццароли и Боескорова, противоречит закону необратимости эволюции Долло, так как раз удлинившись, штанга рога уже не может укоротиться обратно. Рассмотренная в разделе 6.1. главы VI гипотеза происхождения рога лосей снимает основания для выдвинутого Аццароли и Боескоровым предположения. Длтшоштанговый рог древнейших лосей произошел из оленеобразного рога вследствии редукции отростков, а не последовательного удлинения штанги, следовательно наблюдающееся в ходе эволюции лосей сокращение длины штанги рога, в том числе и происхождение короткоштангового морфотипа Alces из длинноштангового морфотипа Cervalces, становится непротиворечивым.
В начале позднего неоплейстоцена Европы (Веймар-Эрингсдорф и Таубах, Германия) и Азии появился лось, размеры и морфология которого не выходили за границы изменчивости современных Alces. В настоящее время в Евразии существуют два вида лосей - Alces alces и Alces americanus с границей ареалов по Енисею. Основным морфологическим отличием этих видов являются длина штанги рога, форма лопаты и строение ростральной части черепа. Для Alces alces по сравнению с Alces americanus характерны более короткая штанга рога, меньшая не двулопостная лопата рога, более короткая ростральная часть черепа, выклинивающиеся, а не расширяющиеся, носовые отростки резцовой кости; меньшие размеры скелета и меньший размах рогов. Одним из характерных не морфологических критериев дифференциации видов Alces является количество хромосом - у A. alces их 68, в то время как у Alces americanus - 70. Кариологические данные, таким образом, подтверждают морфологические наблюдения - по большинству указанных морфологических признаков A. alces выглядит так же более продвинутым, по сравнению с A. americanus. Проследить момент разделения этих видов по палеонтологическим данным пока достоверно не удается. Среди просмотренных черепов и рогов поздненеоплейстоценовых лосей Евразии и Северной Америки (п=64), на которых достаточно признаков для видовой диагностики, преобладает морфотип Alces americanus, но в европейском материале изредка встречается и Alces alces. Таким образом, внутриродовая дивергенция Alces началась в позднем неоплейстоцене. Это же подтверждают и молекулярно-генетические данные (Удина и др., 2001; Hundertmark et al., 2002).
63. Лосеобразные плейстоцена Северной Америки. Лосеобразные, по-видимому, впервые проникли в Северную Америку приблизительно на границе эоплейстоцена и неоплейстоцена (Cervalces cf. amplicontus, Олд Кроу, Юкон, Канада). Однако это касается только Берингийской части Нового Света Древнейшие находки лосеобразных к югу от Лаврентийско-Кордильерского ледникового барьера (Денисон, США и Онтарио, Канада) датируют началом нижнего неоплейстоцена. Так как сведения о стратиграфии вмещающих отложений не ревизованы, нет полной уверенности, что возраст этих осадков установлен верно. В то же время, нет никаких данных, противоречащих гипотезе о синхронности развития Alcini в Евразии, поэтому весьма вероятно, что и начальные этапы развития Cervalces в Новом Свете происходили так же, как и в Евразии. Следовательно, те редкие находки очень длинноштанговых морфотипов, которые относят к началу неоплейстоцена, по
эволюционному уровню можно считать эквивалентными Cervalces ataskensis. В любом случа невозможно допустить обратимую эволюцию лосей в Новом свете, следовательно мы може определить, по крайней мере самый поздний предел появления лосеобразных i внеберингийской Америке - начало неоплейсгоцена.
Палеонтологический материал показывает; что дальнейшая эволюция Alcini американской части Берингии и во внеберингийской части Нового Света протекала п< разному. Берингийская история американских лосей была тесно связана с Евразией. Берингии найдены те же морфотипы Alcini, которые известны из отложений самого кош эоплейстоцена, неоплейстоцена и голоцена Старого Света: Cervalces amplicontus (Одд-Кроу Канада), Cervalces alaskensis (окрестности Фэрбенкса, Аляска; Одд-Кроу 42, 18, 64, 112 Cervalces latifrons (окрестности Фэрбенкса, Олд-Кроу 16, 22), Cervalces sp. (окрестное! Фэрбенкса, Олд-Кроу 10, 91), Cervalces americanas (Аляска, десятки местонахождений). Э-по-видимому означает, что развитие лосей в Евразии и в восточной Берингии происходи! одинаково и синхронно. Возможно, что связь между евразийской и американсюс популяциями лосеобразных на какое-то время прерывалась в результате разрушен! берингийского моста суши из-за подъема уровня моря во время потеплений, но таи перерывы вряд ли были продолжительными, так как в этом случае в условиях длителыи изоляции должна была произойти дивергенция, которая не наблюдается.
Здесь следует обратить внимание на совершенно уникальный целый череп оленелос найденного Фриком в начале 20 века в окрестностях Фэрбенкса вне стратиграфическо! контекста. Боескоров (2004) определил его как Cervalces scotti, однако гораздо более коротка чем у голотипа С. scatti диастема, свидетельствующая о более короткой ростральной част черепа, указывает на большую архаичность оленелося с Аляски по отношению к оленелос Сшгта. Это наблюдение наводит на мысль о том, что восточноберингийский оленело! является какой-то из поздних форм Cervalces (Latifrons). Наибольшее сходство с обнаруживает с Cervalces (Latifrons) sp. из нижней части среднего неоплейстоце! местонахождения Улахан-Суллар (Адыча). В таком случае эта находка заполняет больше пробел в знаниях о строении черепа позднейших Cervalces (Latifrons).
О внеберингийской истории Alcini известно по единичным ранненеоплейстоценовы Cervalces sp. и по многочисленным поздненеоплейстоцен-голоценовым находка С. («Cervalces) scotti. Достоверные средненеоплейстоценовые находки неизвестны. Д находки, возраст которых оценивается как ранненеоплейстоценовый, представлены штанга»' рогов. Пропорции штанги и форма начала лопат указывают на равную близость как к позднн Cervalces (Latifrons), так и к поздненеоплейстоценовым Cervalces scotti. В условш длительной изоляции ледниками внеберингийские Cervalces приобрели ряд новых признаю не встречающихся у остальных представителей рода, в то же время многие черты сгроеш черепа и посткраниального скелета не претерпели изменений, оставшись на чрезвычаш архаичном уровне развития. В начале голоцена Certvalces scotti, последний представите; Cervalces (Cervalces), был полностью замещен проникшим с севера после отступаш ледников Alces americanus.
6.4. О реконструкции внешнего вида Cervalces в связи с проблемой палеоэколог) ческих адаптации лосеобразных. Считается, что слишком большой размах рогов вертикальная ориентация плос;<ости лопаты плейстоценовых оленелосей делаг невозможным их обитание в лесу. Детальное изучение материала позволяет счита; несостоятельными эти утверждения. Размах рогов ископаемых лосей приближается таковому у крупных современных лосей, а ориентация и форма лопаты в действительное! были приспособлены для свободно перемещаться по лесу.
6.5. Причины формообразования Alcini. Знания об изменениях во времени морфологии, размеров и пропорций скелета лосей позволяют сделать некоторые предположения о причинах формообразования.
Формирование специфических черт ранних лосей было реакцией на начавшееся похолодание, так как все первичные морфологические преобразования были полезны для обитания в условиях холодного климата и более эффективной переработки разнообразных жестких кормов.
Около 880 000 лет назад, произошло первое значительное плейстоценовое похолодание (стадия 22 МИС), фиксируемое по многим палеоклимагическим архивам. Реакцией на похолодание было увеличение размеров тела Alcini (в летописи появляется максимально крупный представитель трибы - Cervalces amplicontus sp. nov.) Именно так многие современные животные, живущие на севере, приспосабливаются к холоду. Объем тела при увеличении линейных размеров растет гораздо быстрее площади поверхности, через которую происходит охлаждение, поэтому животному выгодно увеличивать размеры тела уменьшая удельную теплоотдачу. Дополнительным преимуществом увеличения размеров тела является более эффективная защита от хищников. Впоследствии лосям, очевидно, удалось выработать физиологические и/или поведенческие адаптации, позволявшие бороться с холодом имея не такое гигантское тело (которое трудно было прокормить). Несмотря на то, что в дальнейшей истории были существенные похолодания, вся последующая палеонтологическая летопись лосеобразных демострирует последовательное уменьшение размеров Alcini.
Второй переломный момент в истории лосеобразных произошел в среднем неоплейстоцене, когда за очень короткое время Cervalces превратился в Alces. Наиболее заметным преобразованием скелета лося в этот момент было увеличение ростральной части черепа при одновременном сокращении носовых костей. Средний неоплейстоцен отмечен выдающимися по амплитуде похолоданиями. Периоды похолоданий сопровождаются запыленностью атмосферы из-за сильной контикентализации климата. Образование наиболее характерной черты лосей, его огромного носа с объемным носовым лабиринтом, является, очевидно, адаптацией к специфическим условиям обитания во время средненеоплейстоценовых похолоданий.
Итак, позднеплиоцен-плейсгоценовая эволюция Alcini происходила неравномерно. Периоды плавного развития сменялись скачкообразными изменениями размеров скелета и быстрыми морфологическими преобразования (рис. 4), которые совпадали по времени с эпизодами резкого изменения условий среды.
i
I V
о
S 1
S 0,5
^^Хаплисбург
Эрингсдорф
t_--
N. * . Соар.
Рис. 4. Зависимость индекса длины штанги рога лосей от геологи-ческо возраста
о
г
i
о млн. пет
геологический возраст
6.6. Зависимость морфометрических характеристик скелета лосеобразных с геологического возраста. Уточнение стратиграфического положения форм Акт фиксирующих этапы эволюции группы позволило найти зависимость морфометрически характеристик скелета лосеобразных от геологического возраста. Для этапа эволюции лосе от 2,5 до 0,8 млн. лет эмпирически найденная зависимость индекса длины штанги рога с геологически возраста описывается уравнением: 1/5 = 0,044е ''шгт; где 1 - длина штанги рога, - окружность штанги рога, е — основание натурального логарифма, а Т - геологически возраст образца. Зная значения 1 и в можно найти геологический возраст находок " Т = 0,864 Ьп(1/5) + 2,7901. Точность апроксимации этого уравнения Я2 = 0,96.
Начиная, приблизительно, с 800 000 лет тренд резко меняется (рис. 4). Теперь зависимое! индекса длины штанги рога от геологическо возраста будет описываться уравнений 1/э = 0,891е1,203Т, где 1 - длина штанги рога, б - окружность штанги рога, е - основан! натурального логарифма, а Т - геологический возраст образца. Зная значения 1 и в можи найти геологический возраст находки Т: Т = 0,823 1п (1/э) + 0,099. Точность апроксимаци этого уравнения Я2 = 0,99.
2.5- ;
30гЧ:
Евразия и восточная Берммгия
А1сева1св8 ^ А1се» в?г^г1сапи$
ГАйев ЬГВУИОЗШЗ Сеггакяз {Ьа1№опа) зр. Свпгакж (ЬйЙтоп?) ЫЯгога
Внвбарммгийская Северная Америка
С«гуа1све (иа#гоп$) а!а5кеп&& Сегуа^сеа (Ы№оп5) атрСсопЬя
Сегуа)се» сатшошт
Сегуакжв (1йха1се5) &р.
С«уа1сев (УЬга1св8) двИкал
Сегуакез (1Ага1сев) т!пог
Рис 5. Филогенетическая схема А1сш1
6.7. Филогения Alcini. Полученные данные о распространении морфотипов Alcini во времени и пространстве позволяют выстроить более подробную филогению лосеобразных, чем это было возможно раннее. Представляется, что развитие группы в Евразии и в берингийской части Северной Америки происходило монофилетически вплоть до позднего неоплейстоцена. Филетическая линия состоит из хорошо морфологически выраженных хронотаксонов: Cervalces (Libralces) minor - Cervalces (Libralces) galliots - Cervalces (Libralces) sp. - Cervalces (Libralces) carnutorum - Cervalces (Latifrons) amplicontus sp. nov. -Cervalces (Latifrons) alaskensis — Cervalces (Latifrons) latifrons - Cervalces (Latifrons) sp. — Alces brevirostris — Alces americanus - Alces alces. На границе эоплейстоцена и неоплейстоцена произошло ответвление от общего ствола филетичсской линии подрода Cervalces (Cervalces), давшей к началу позднего неоплейстоцена Cervalces scotti. Эта филетическая линия формировалась во внеберингийской Северной Америке в условиях изоляции Лаврентийско-Кордильерским ледниковым барьером. В позднем неоплейстоцене наблюдается дивергенция основного ствола Alcini, которая привела к ответвлению к началу голоцена независимой ветви Alces alces. Филогенетическая схема лосеобразных представленна на рисунке 5.
6.8. Стратиграфическое значение AlcinL Изучение нового обширного материала по лосеобразным Северной Азии и переизучение важнейших материалов мировых коллекций, таксономическая ревизия трибы Alcini, позволившая выделить несколько новых хорошо диагносцируемых таксонов и выяснение последовательности выявленных морфотипов во времени обеспечивают необходимые условия для построения детальной биохронологической шкалы по ископаемым Alcini. Биохронологическая шкала, в представлении автора, есть последовательность биохронов, соответствующих времени существования эволюционных таксонов, составляющих филетическую линию. Границы биохронов определяются появлением эволюционных форм. Биохронологическая шкала не зависит от литсшогического расчленения разрезов. В качестве подразделений биохронологической шкалы рассматриваются биохроны. Время существования биохронов определяется корреляцией с подразделениями местных и общих стратиграфических шкал. В отдельных случаях возраст определен различными методами абсолютной геохронологии. Биохронам соответствуют биозоны (филозоны) - слои, относительный возраст которых определяется по содержанию ископаемых остатков определенного биохрона.
Всего было выделено 10 филозон для конца плиоцена-плейстоцена Европы и 5 для конца эоплейстоцена-плейстоцена Восточной Сибири (рис. 6):
Зоны, выделенные в Европе:
Cervalces (Libralces) minor, первая половина раннего плиоцена, начало тиглия, предполагаемый возраст 2,5 - 2,1 млн. лет.
Опорные местонахождения - Исг-Рантон 1 (формация Норвич Крэг), Ливенцовка; Cervalces (Libralces) gallicus. вторая половина раннего плиоцена, вторая половина тиглия -начало эбурония, предполагаемый возраст 2,1-1,5 млн. лет.
Опорные местонахождения - Сенез, Исг-Рантон 2 (формация Норвич Крэг), Вест-Рантон (формация Норвич Крэг), Сайдстрент (формация Норвич Крэг), Прунду. Cervalces (Libralces) sp.. середина раннего эоплейстоцена, конец эбурония, ваалий - менапий?, предполагаемый возраст 1,5-1,1 млн. лет. Опорное местонахождение - Саркел; Cervalces (Libralces) carnutorum. первая половина позднего эоплейстоцена, бавелий, предполагаемый возраст 1,1-0,9 млн. лет. Опорные местонахождения - Унтермассфельд, Сен-Прэ, Жабия;
Cerval ees (Latifrons) amplicontus. вторая половина позднего эоплейстоцена, конец бавелия начало кромера, предполагаемый возраст 0,9 - 0,7 млн. лет. Опорные местонахождения - Мосбах 1, Вюрцбург-Шальксберг; Cervalces (Latifrons) alaskensis. первая половина раннего неоплейстоцена, кром предполагаемый возраст 0,7 - 0,5 млн. лет. Опорные местонахождения - Зюссенборн, Мосбах 2, Тирасполь; Cervalces (Latifrons) latifrons. вторая половина раннего неоплейстоцена, эльел предполагаемый возраст 0,5 - 0,36 млн. лет.
Опорное местонахождение - Хэпписбург (формация Кромер Форест Бэд); Alces brevirostris. середина среднего неоплейстоцена, заале, предполагаемый возр 0,36 - 0,12 млн. лет. Опорное местонахождение - Ордоппок; Alces americanus. конец среднего - начало позднего неоплейстоцена, ээм, предполагаем возраст 0,12 - 0,1 млн. лег.
Опорные местонахождения - Веймар-Эрингсдорф, Таубах; Руть. Alces alces, вторая половина позднего неоплейстоцена - голоцен, предполагаемый возр 0,1 млн. лет-ныне.
Опорные местонахождения - Мытищи, Стейнс. Зоны, выделенные в Восточной Сибири:
Cervalces (Latifrons) amplicontus. вторая половина позднего эоплейстоцена, предполагаем возраст 0,9 - 0,7 млн. лет.
Опорные местонахождения - Ледяная гора, Чукочья 24, Святой Нос; Cervalces (Latifrons) alaskensis. первая половина позднего эоплейстоцена, предполагаем возраст 0,7 - 0,5 млн. лет.
Опорные местонахождения - Улахан-Суллар 1, Мамонтова гора 1, Таллинское; Cervalces (Latifrons) latifrons. вторая половина раннего неоплейстоцена, предполагаем возраст 0,5 - 0,36 млн. лет. Опорное местонахождение - Оскордох; Cervalces (Latifrons) sp.. начало среднего неоплейстоцена, предполагаемый возраст 0,36 - О млн. лет.
Опорные местонахождения - Улахан-Суллар 2, Молотковский камень; Alces americanus. вторая половина среднего неоплейстоцена - поздний неоплейстоцен голоцен, предполагаемый возраст 0,25 млн, лет - ныне. Опорные местонахождения - Улахан-Суллар 3, Ойогосс-Яр (верхние слои).
Корреляция местонахождений лосеобразных Европы, Средней Азии, Западной Сибири Восточной Сибири (рис. 2 приложения) и сравнение морфотипов из этих местонахожде» показывает; что эволюция Alcini происходила на этой территории синхронно. Даш обстоятельство позволяет производить дальние корреляции отложений, вмещающих оста; ископаемых Alcini. Недостаток геологических данных по местонахождениям лосеобразн Северной Америки затрудняет сопоставление американского материала с евроазиатским, в же время, высока вероятность того, что в Берингийсюэй части Нового Света ж эволюционировали тах же, как и в Евразии. Об этом свидетельствует то, что в Восточг Берингии найден полный набор морфотипов, соответствующих непрерывнрму pj эволюционных форм евроазиатских Alcini позднего эоплейстоцена-плейстоцена.
Европа
Восточная Сибирь
и о
0.54
1.0-
о т
1.5-
2.0-
2.5-
з.он
х о
3"
о
АМздакдо Акев атегкапиа Акжз Ьге\лг051па С. (ийгога) ер. С. {ЬаШтопв) 1аЙ?гопв
С. (1л№огга) а1а8к£П51в С. атрИсопйю
С. (иьга1се$) сатиЮгит
X X
а ф а
<о
С. (1&>га1се&) ар.
С. (иЬгакяз) даШсиз
пжки
м«стомвгажАвння
В-Эрингсдорф
Твубах
Ордргтжж
Хзлписбург
Зкюсэнборн
МосбажП
Колкотоеа балка
Мосбах I
Вюрцбург-
Шальксберг
Унтер массфелъд Сен-Прэ, Жэбия
Саркап
Сенеа
Иет-Рвкгон II 8вст-Рантон Сзйдстренд Пручду
Ливенцовкз Ист-Рантсн |
А!се$ атеНсапив
С. О-зйГголэ) эр. С- (иаЦ/гоп») 1аЬйогл
С. ({^ай^опв) а1а5квпаз С. (1_а1йгога) атрЙсоШиб
Улахан-Суллар III Сйотосс-Яр
Улахан-Сулпар II Мошткэвский камень
Упахан-Суялар I Мамонтова пора I Тандииосое
Ледяная гора Чукочья 24, Святой Нос
'ис. б. Биохронологическая шкала позднего плиоцена - плейстоцена Европы и позднего эоплейстоцена - неоплснстоцеиа Восточной Сибири по лосеобразным
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Изучена стратиграфия ряда ключевых местонахождений фауны Северо-Вост России, по некоторым из них биостратиграфические данные получены впервые.
2. По единой методике изучены материалы из многих важных местонахожде: ископаемых лосей Европы, Азии и Северной Америки. Результатом явилась таксономичес и систематическая ревизия трибы Alcini. Выделены три подрода рода Cervalces, имекн обширные ареалы, в составе которых девять видов и четыре формы, названные в откры номенклатуре.
3. Произведено детальное изучение изменчивости зубов современных лосей, позволит найти объективные морфологические отличия зубов «европейских» (Европа и Запад Сибирь до Енисея) и «восточно-сибирских» лосей (весь ареал к востоку от Енисея).
4. Вскрыты механизмы адаптивной реакции морфологии скелета лосеобразных глобальные климатические изменения.
5. На основе таксономической ревизии и уточненной хронологческой последовательно морфотипов группы постороена усовершенствованная филогенетическая схема трибы Ale Установлено, что развитие Alcini в Евразии и берингийской части Северной Амер] происходило монофилегически и синхронно вплоть до позднего неоплейсгоцена. На гран эоплейсгоцена и неоплейстоцена во внеберингийской Северной Америке произот ответвление от общего ствола Alcini филетической линии подрода С. (Cervalces). В поздо неоплейстоцене имела место дивергенция рода Alces на A. americanus (север Север] Америки и северная Евразия к востоку от Енисея) и A. alces (остальная часть север! Евразии).
6. Установлен высокий биостратиграфический потенциал группы дли пряы внутриконтинентальных и трансконтинентальных корреляций.
7. Создана новая дробная биохронологическая шкала позднего плиоцена-плейстоц Европы и плейстоцена востока Северной Азии - выделены 10 стратиграфических уровт
охарактеризованных эволюционными формами лосеобразных.
* * •
ЗАДАЧИ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Уточнение средненеоплейстоценовой истории лосеобразных.
2. Доизучение палеонтологии лосей Северной Америки.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Рецензируемые научные журналы:
1. П.А. Никольский, В.В. Титов. Libralces gafficus (Cervidae, MAMMALIA) из верхнего
плиоцена Северо-Восточного Приазовья. Палеонтологический журнал, 2002, №1. С. 92-98.
2. V.V. Pitulko, Р.А. Nikolsky, Е. Yu. Giiya, А.Е. Basilyan, V.E. Tumskoy, S.A. Koulakov,
S.N. Astakhov, E.Yu. Pavlova, M.A. Anisimov. The Yana RHS Site: Humans in the Arctic Beforthe Last Glacial Maximum. Science, vol. 303,2004. P. 52-56.
3. В.В. Питулько, Е.Ю. Павлова, С.А. Кузьмина, П.А. Никольский, А.Э. Басштяи,
B.Е. Тумской, М.А. Анисимов. Природно-климатические изменения на Яно-Индигирской низменности в конце каргинского времени и условия обитания людей верхнего палеолита на Севере Восточной Сибири. ДАН, серия География, 2007, 417, 1.
C. 103-108.
4. D.A. Gilichinsky, Е. Nolte, А.Е. Basilyan, J. Веет, A.V. Blinov, V.E. Lazarev, A.L Kholodov,
H. Meyer, P.A. Nikolskii, L. Schiirmeister, V.E. Tumskoy. Dating of syngenetic ice wedges in Permafrost with 36C1. Quaternary Science Reviews, 2007,26. P. 11-12 (1547-1556).
5. Блинов A.B., Беер Й., Тихомиров Д. А., Ширрмейстер Л., Мейер X., Абрамов А. А., Басилян
А.Э., Никольский П.А., Тумскюй В.Е., Холодов А.Л., Гиличинский Д.А. Датирование многолетнемерзлых пород с помощью космогенных радионуклидов (Сообщение 1). Криосфера Земли, 2009, ТомХШ, № 2. С. 3-15.
6. Р.А. Nikolskiy, А.Е. Basilyan, L.D. Sulerzhitsky, V.V. Pitulko. Prelude to the extinction:
Revision of the Achchagyi-Allaikha and Berelyokh mass accumulations of mammoth. Quaternary International, vol. 219,2010. P. 16-25.
7. A. Blinov, V. Affimov, J. Beer, D. Gilichinsky, L. Schiraneister, A. Kholodov, P. Nikolskiy,
T. Opel, D.Tikhomirov, S. Wetterich. 36C1/C1 ratio in ground ice of East Siberia and its application for chronometiy. Geochemistry, Geophysics, Geosystems (G3), 2009, 10. P. 1-12.
Сборники статей, материалы и тезисы конференций:
8. P. Nikolskiy. Extinct moose in Beringia Beringian paleoenvironments workshop. Florissant,
Colorado. 1997. P. 113-114.
9. П.А. Никольский. Архаичный широколобый лось с Колымской низменности (Северная
Якутия). Состояние териофауны в России и ближнем зарубежье. М., 1995. С. 247-253.
10. П.А. Никольский. Ископаемые представители трибы ALCINI Simpson (Cervidae,
Mammalia) Западной Берингии и стратиграфия. Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода. Тезисы докладов. Москва. 1994. С. 178.
11. П.А. Никольский., А.Э. Басилян, А.Н. Симакова. Новые данные по стратиграфии
верхнекайнозойских отложений в районе м. Св. Нос (побер. Моря Лаптевых). Ландшафтно-климатические изменения, животный мир и человек в позднем плейстоцене и голоцене. М.: ИГАН,1999. С. 51-60.
12. П.А. Никольский., B.C. Зажигин, А.Э. Басилян. Новые данные по фауне млекопитающих и
стратиграфии плейстоцена Северной Якутии. Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований. Материалы V Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. М. ГЕОС. 2007. С. 298-300.
13. P.A. Nikolskiy; А.Е. Basilyan. Preliminary report on the Upper Cenozoic locality "Cape Sviatoy
Nos". Quaternary Environment of the Eurasia North (QUEEN) third workshop abstracts. 1618 April 1999. Oystese. Norway. 1999. P. 47.
14. P. Nikolskiy; A. Basilyan. Upper Cenozoie sites of the Laptev Sea coast: new data
implication for transberingian correlation. Beringian paleoenvironments workshop. Floriss Colorado. 1997. P. 115-116.
15. P. Nikolskiy. Ancient Ice Complex: age, properties and paleoenvironmental records. Abstracts
the 31 International Arctic Workshop. Amherst, Massachusetts, US A, 2001. P. 81.
16. А.Э. Басилян, П.А. Никольский. Опорный разрез четвертичных отложений mi
Каменный (о. Новая Сибирь). Бюл. Комиссии по изуч. четвергич. периода № 67. ГЕОС. 2007. С. 76-84.
17. П.А Никольский, А.Э. Басилян. Мыс Святой Нос - опорный разрез четвергич!
отложений севера Яно-Индигирской низменности. Материалы Третьего Всероссийск совещания по изучению четвертичного периода Смоленск. 2002. С. 186-188.
18. P. Nikolskiy. Late Pleistocene mammals of New Siberia island (Russian Arctic). Abstracts of
32nd International Arctic workshop. INSTAAR, Boulder, Colorado, USA, 2002. P. 147-149.
19. П.А. Никольский, А.Э. Басилян. Мыс Святой Hoc - опорный разрез четвергич!
отложений севера Яно-Индигирской низменности. Естественная история российс восточной Арктики в плейстоценен и голоцене (ред. Никольский П.А., Иитулько В. Москва, ГЕОС, 2004. С. 5-13.
20. А.Э. Басилян, П.А. Никольский. Новые данные по стратиграфии четвертичных отложи
о. Новая Сибирь. Материалы Третьего Всероссийского совещания по изучен четвертичного периода Смоленск. 2002. С. 13-14.
21. A. Basilian, P. Nikolskiy. Quaternaiy deposits of New Siberia Island. Abstracts of the :
International Arctic workshop. INSTAAR, Boulder, Colorado, USA, 2002. P. 28.
22. B.B. Иванова, ПА. Никольский. Использование РЗЭ для корректной датиро
палеонтологического материала из плейстоценовых отложений. В сб.:'Теоло1 геохимия и экология Северо-Запада России"- Материалы I международной науч! конференции 12-14 сентября 2005 г., СПБГУ, 2005.С. 33-36.
23. А.Э. Басилян, П.А. Никольский. О плейстоценовом оледенении Новосибирских остро!
Материалы Всероссийского научного совещания «Геологические события неогена квартера России: современное состояние стратиграфических схем палеогеографические реконструкции. Москва, ГЕОС, 2007. С. 10-12
24. А.Э. Басилян, П.А, Никольский, В.Е. Тумской, М.А. Анисимов. Страгагра<
четвертичных отложений Новосибирских островов и севера Яно-Индигирс низменности. Тезисы докладов Международного рабочего совещания «Пробле корреляции плейстоценовых событий на Русском Севере», 4-6 декабря 2006 г. С С. 16-17.
25. А.Э. Басилян, ПА. Никольский, М.А. Анисимов. Плейстоценовое оледене
Новосибирских островов - сомнений больше нет. Новости МПГ 2007/2008, № С.7-9.
26. А. Басилян, М. Анисимов, Е. Павлова, В. Пшулько, П. Никольский. Опорный раз
квартера Яно-Индигирской низменности в нижнем течении реки Яна 2009. Матери; VI Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода Новосиби] 19-23 октября, 2009 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. С. 63-65.
27. А.С. Тесаков, И.В. Форонова, В.В. Титов, Э.А. Вангенгейм, B.C. Байгушева, А.В. Борол
П.А. Никольский, М.В. Сотникова, А.Г. Яковлев. Комплексы млекопитаюг четвертичного периода: биохроны как основа трансконтинентальных коррелят Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направле дальнейших исследований: Мат. 6 Всеросс. со вещ. по изуч. четверт. пери (г. Новосибирск, 19-23 октября, 2009 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. С. 581-5)
Стрвтмфофмчасмт
uiumamck199s,tm
1.0-
1.5-
2.0'
2.5-
У
приложение
Johnson, 1874 Scott, 1SS5
Верещагин, 1967 Heintz, Poplin, 1981 Azzaroli, 1985
Шер, 1986
Kíjhlke, 1990
Виспобокова, 1990
,, , Подвиды
Alces alces Alces alces A alces Alces alces
C. americanus C. scotti
Cervus latifrons
A. a. fossffls
Alces latifrons
Tamanalces caucasicus
Pseudalces V mirandus
I Cervalces?
Alces latifrons postremus
r
Alces latifrons
ons Í
js y /
Alces alces _ .«ees alces /Mees alces
a scotti i c.(C.) scotti |
Alces bravirostris
Alces latifrons postremus
Alces carnutorum
A. (Ubralces) latifrons Eucladocerus
u scotti ■
J \
rC. (L.) latifrons 7 postremus
C. (L.) latifrons
Cervalces (Libralces) gallicus
Alces gallicus
(L.) latifrons postremus
C. (L.) latifrons
Alces scotti 7
Боескоров, 2001
Подвиды Подвиды A. alces A. americanus
Alces latifrons
V
Alce.'! carnutorum
P ll |8¡
Cervalces (Ubralces) gallicus
Alces gallicus
11 £e
I i |(ür
C. scotti
Alces sp.
I
Tamanalces caucasicus
Pseudalces mirandus
Cervalces postremus
Настоящая работа
Евразия и бериигийская Внеберинтайсхая Северная Америка Северная Америка
Aíces alces _Alces americanus ^
Cervalces (C.) scotti
Alces americanus
Alces brevirostris Cervalces (Latifrons) sp.
Cervalces (Latifrons) latifrons
Cervalces (Latifrons) alaskensis Cervalces (Ubralces) amplicontus
Cervalces (Libralces) carnutorum
Cervalces (Ubralces) sp.
Cervalces latifrons
Libralces gallicus
Cervalces (Libralces) gallicus
Cervalces (Ubralces) minor
Рис. 1 Сопоставление филогенетических схем Alcini, предложенных разными авторами
Отпечатано в Учреждении РАН ГИН РАН Тираж 100 экз.
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Никольский, Павел Александрович
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность работы
Цель и задачи работы
Фактический материал
Методы исследований
Научная новизна работы
Основные защищаемые положения работы
Теоретическое значение работы
Практическое значение работы
Апробация работы и публикации
Структура диссертации
Благодарности
ГЛАВА ПЕРВАЯ. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ИСКОПАЕМЫХ ЛОСЕЙ.
1.1. История изучения ископаемых лосей в Новом Свете
1.2. История изучения ископаемых лосей в Старом Свете
1.3. Кариотипические и молекулярно-генетические исследования
ГЛАВА ВТОРАЯ. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.
2.1. Материал
2.2. Методика промеров и номенклатура элементов скелета
2.3. Признаки элементов скелета, использованные для таксономии и систематики
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ГЕОЛОГИЯ ВАЖНЕЙШИХ МЕСТОНАХОЖДЕНИЙ
ИСКОПАЕМЫХ ЛОСЕЙ.
3.1. Местонахождения Северо-Востока Азии
3.2. Местонахождения Восточной Европы и Средней Азии
3.3. Местонахождения Западной Европы
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ИЗМЕНЧИВОСТЬ СКЕЛЕТА ЛОСЯ.
4.1. Изменчивость эволюционно значимых признаков нижних премоляров
4.2. Изменчивость черепа Alces
4.3. Изменчивость костей посткрания
ГЛАВА ПЯТАЯ. ОПИСАНИЕ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
ОТРЯД ARTIODACTYLA Owen, 1848 ПОДОТРЯД RUMINANTIA Scopoli, 1777 СЕМЕЙСТВО CERVIDAE Gold&ss, 1820 ПОДСЕМЕЙСТВО CAPREOLINAE Brookes, 1828 Триба Alcini Simpson,
Род Cervalces Scott.
Подрод Cervalces (Libralces) Azzaroli. 1983 Cervalces (Libralces) minor (Azzaroli, 1952) Cervalces (Libralces) gallicus (Azzaroli, 1952) Cervalces (.Libralces) sp.
Cervalces (Libralces) carnutorum (Laugel, 1862) Подрод Cervalces (Ixitifrons) subgen. nov.
Cervalces (Latifrons) amplicontus species nova Cervalces (Latifrons) aff. amplicontus Cervalces (Latifrons) alaskensis Frick, 1937 Cervalces (Latifrons) latifrons (Johnson, 1874) Cervalces (Latifrons) sp. Подрод Cervalces (Cervalces) Scott,
Cervalces (Cervalces) scotti (Lydekker, 1898)
Род Alces Gray.
Alces sp.
Alces americanus (Clinton, 1822) Alces alces (Linnaeus, 1758)
ГЛАВА ШЕСТАЯ. ЭВОЛЮЦИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И
6.1. О происхождении лосеобразных
6.2. Лосеобразные позднего плиоцена и плейстоцена Евразии б. 3. Лосеобразные плейстоцена Северной Америки
6.4. О реконструкции внешнего вида Сегма1сен в связи с проблемой палеоэкологических адаптации лосеобразных
6.5. Причины формообразования А1сШ
6.6. Зависимость морфометрических характеристик скелета лосеобразных от геологического возраста
6.7. Филогения А1сШ
6.8. Стратиграфическое значение А 1сгт
СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЛОСЕИ
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Систематика и стратиграфическое значение лосей (Alcini, cervidae, mammalia) в позднем кайнозое Евразии и Северной Америки"
Актуальность работы
Биостратиграфия по млекопитающим является важнейшим инструментом детального расчленения и корреляции континентальных отложений верхнего кайнозоя. Значение любой группы для сратиграфии определяется скоростью её эволюции, распространенностью входящих в неё таксонов, продуктивностью (и, как следствие, частотой встречаемости остатков в осадках) и степенью изученности. Этим критериям вполне отвечают некоторые группы мелких млекопитающих. Например, для квартера юга Восточной Европы по мелким млекопитающим выделены 11 биозон продолжительностью от 50 до 500 тысяч лет (в среднем около 100 000 лет) (Вангенгейм и др., 2001). Хотя удельная продуктивность и частота встречаемости крупных млекопитающих ниже, было бы ошибкой приуменьшать их значение для биостратиграфии. Выделенные еще полвека назад комплексы млекопитающих В.И. Громова (1948), в основе которых лежат биохроны слонов мамонтовой линии, позволяют расчленять отложения квартера России и сопредельных территорий с разрешением от 50 до 500 тысяч лет (в среднем 350 000 лет). Последующие исследования показали, что потенциал биостратиграфии по крупным млекопитающим очень велик. Особенно перспективна биостратиграфия, основанная на совместной встречаемости короткоживущих широкоареальных таксонов, которых немало среди крупных млекопитающих. Для успешной реализации такого подхода возникает необходимость детально изучить биохронологию возможно большего числа групп или отдельных филетических линий крупных млекопитающих. В настоящей работе показаны результаты исследования одной из таких групп -лосеобразных (оленей трибы А1сШ). Исследование основано на обширной коллекции древних лосеобразных, собранной автором с 1996 по 2007 гг в северной Якутии. Эта территория, будучи частью Западной Берингии, являлась связующим звеном между Евразией и Северной Америкой. Вследствие такого географического положения Берингийская биота унаследовала признаки окружавших ее фаун, что делает ее исследование особенно перспективным для решения многих стратиграфических задач, в том числе, дальних, трансконтинентальных, и даже межконтинентальных корреляций.
Изучение большой серии оригинального материала, комплексное исследование ключевых местонахождений лосей Арктической Сибири, знакомство со многими типовыми коллекциями Европы и Северной Америки и проработка большого объема литературы по ископаемым А1сМ позволили автору произвести таксономическую и систематическую ревизию группы и на её основе предложить обновленную детальную биохронологию по лосеобразным. Расчленение квартера Голарктики, основанное на стадиях эволюции лосеобразных, позволяет рассчитывать на среднее разрешение около 100 ООО лет для второй половины квартера, что приближается к возможностям биостратиграфии по мелким млекопитающим.
В последнее время детальные палеонтологические исследования приобрели особое значение в связи с бурным развититем молекулярно-генетических исследований. Традиционная палеонтология, позволяющая проследить филетическую историю современных таксонов, является единственным методом независимой проверки результатов исследования ДНК.
Цель и задачи работы
Цель работы состояла в разработке детальной биохронологии конца плиоцена и плейстоцена Северной Евразии и Северной Америки на основе этапов эволюции лосеобразных и создании на основе этой биохронологии зональной биостратиграфической шкалы. Для этого были поставленны задачи:
1. Изучить новые оригинальные материалы по лосям Северо-Востока России.
2. Изучить геологию и стратиграфию ключевых местонахождений лосеобразных Северо-Востока России.
3. Доработать методику изучения ископаемых Alcini.
4. Изучить изменчивость эволюционно-значимых признаков скелета современных лосей родаЛ/ces.
5. Оценить значение морфологических признаков скелета Alcini для таксономии и систематики.
6. Произвести таксономическую и систематическую ревизию трибы Alcini.
7. Уточнить филогению лосеобразных.
8. Уточнить хронологические рубежи этапов филетического развития Alcini.
9. Скоррелировать важнейшие местонахождения лосеобразных Голарктики.
10. На основе выявленных этапов эволюции и филогении лосеобразных разработать как можно более детальную биохронологию конца плиоцена и плейстоцена Северной Евразии и Северной Америки. Новая биохронологическая шкала позволяет выстроить высокоразрешающую биозональную стратиграфию верхнеплиоценовых и плейстоценовых отложений указанных регионов.
Фактический материал
Работа основана на изучении коллекции остатков древних лосей (более 400 единиц хранения), собранных автором и коллегами-геологами в 1996-2009 гг на Приморских низменностях Якутии (р. Адыча, р. Яна, берега пролива Дм. Лаптева, низовья рек Индигирка и Колыма). Также были изучены важнейшие коллекции лосеобразных мировой фауны из Тирасполя (Приднестровье, Молдова), Ливенцовки (Низовья Дона, Россия), Куруксая (Таджикистан), Косякино (Ставрополье, Россия), Зюссенборна, Фойгштедта, Унтермассфельда, Таубаха, Эрингсдорфа (Центральная Германия), Алдана (серия местонахождений, Россия), Чукочьей (серия местонахождений, Россия) (центральная и северная Якутия, Россия), Аляски (серия местонахождений, США) и Нью-Джерси (США). Изменчивость современных лосей была изучена на серийном материале из России (Ленинградская область, Приуралье, Восточная Сибирь) и США (Аляска), всего 45 скелетов, 110 черепов, 230 зубных рядов и отдельных зубов. Стратиграфические выводы основаны на результатах комплексного изучения 11 опорных разрезов, расположенных в пределах Яно-Индигирской низменности, на Новосибирских островах и в Туостахской впадине.
Методы исследований
В работе использовались следующие методы исследований:
1. Комплексное изучение геологии и стратиграфии ключевых местонахождений лосеобразных Приморских низменностей Якутии, с применением всех доступных методов биохронологии, микропалеонтологии, радиоизотопного датирования, ЭПР датирования и палеомагнитного метода.
2. Морфологическое и морфометрическое изучение изменчивости скелета современных лосей Евразии с целью оценки значимости систематических признаков, встречающихся на ископаемом материале.
3. Морфологическое и морфометрическое изучение остатков ископаемых лосей по усовершенствованной автором методике.
4. Оценка динамики ареалов ископаемых лосеобразных с помощью построения карт распространения для отдельных временных срезов.
5. Корреляция местонахождений ископаемых лосей Голарктики.
Научная новизна работы
Автором собрана и изучена значительная коллекция остатков лосей Арктической Сибири. Новые сборы увеличили объем материала по Alcini Севера Азии более чем в два раза. Ряд уникальных находок позволили выйти на новый уровень представлений о филетической истории лосей не только Северо-Востока России, но и остальных частей ареала древних лосей. Изучена стратиграфия ряда ключевых местонахождений фауны на Северо-Востоке России, по некоторым из них биостратиграфические данные получены впервые. Впервые для датирования четвертичных отложений Приморских низменностей
Якутии использован ЭПР метод (по раковинам моллюсков и костям млекопитающих). Впервые произведено детальное изучение изменчивости зубов современных лосей, позволившее найти объективные морфологические отличия морфологии зубов Европейских и Восточно-Сибирских лосей.
Вскрыты механизмы адаптивной реакции морфологии скелета лося на глобальные климатические изменения. Показано, что в результате первого существенного и резкого плейстоценового похолодания (22 МИС) размеры скелета увеличились в 1,5 раза, а в строении многих частей скелета начали происходить существенные изменения. Масштабные похолодания среднего неоплейстоцена привели к морфологическим изменениям родового ранга.
Впервые с применением единой методики изучены материалы из многих важных местонахождений ископаемых лосей Европы, Азии и Северной Америки. Результатом явилась таксономическая и систематическая ревизия трибы Alcini и новая дробная биохронологическая шкала, имеющая разрешение менее 100 ООО лет для второй половины плейстоцена.
Основные защищаемые положения работы
1. Монографически описаны 9 видов и четыре формы в открытой номенклатуре Alcini позднего плиоцена - голоцена Евразии и Северной Америки, относящиеся к двум родам - Cervalces и Alces. В роде Cervalces выделены три подрода, в том числе новый подрод С. (Latifrons) с новым видом С. (L.) amplicontus.
2. На основе таксономической ревизии и уточненной хронологческой последовательности морфотипов группы постороена усовершенствованная филогенетическая схема трибы Alcini. Развитие Alcini в Евразии и берингийской части Северной Америки происходило монофилетически и синхронно вплоть до позднего неоплейстоцена. На границе эоплейстоцена и неоплейстоцена во внеберингийской Северной Америке произошло ответвление от общего ствола Alcini филетической линии подрода С. (Cervalces). В позднем неоплейстоцене имела место дивергенция рода Alces на A. americanus (север Северной Америки и северная Евразия к востоку от Енисея) и A. alces (остальная часть северной Евразии).
3. В результате морфологического изучения остатков Alcini и корреляции основных местонахождений позднего плиоцена - квартера Евразии и севера Северной Америки выделены 11 стратиграфических уровней, охарактеризованных эволюционными формами лосеобразных, ставших основой новых биохронологической и биозональной шкал.
Теоретическое значение работы
Детальное исследование палеонтологии ископаемых Alcini позволило реконструировать историю формирования важного компонента современной фауны Голарктики - лосей. Выявлены особенности трансберингийских миграций лосей. На примере сравнения эволюции и филогенеза лосей Евразий и Северной Америки изучены дивергенция и параллелизм двух филетических линий в условиях географической изоляции. Получено математическое выражение темпов эволюции различных признаков скелета ископаемых лосей. Получены новые данные об изменениях темпов эволюции лосеобразных во времени, установлены причины, приводящие к ускоренному формообразованию. В частности, показано, что существенное увеличение размеров тела лосей в конце эоплейстоцена было связано с первым мощнейшим плейстоценовым похолоданием (МИС 22). Получены дополнительные подтверждения применимости крупных млекопитающих для высокоразрешающей биостратиграфии.
Практическое значение работы
Выявление новых и ревизия уже известных этапов филетической эволюции лосеобразных позволяет использовать остатки ископаемых лосей для биостратиграфического расчленения континентальных толщ позднего плиоцена и квартера Голарктики и для корреляции удаленных разрезов, включая трансконтинентальные и межконтинентальные корреляции.
Апробация работы и публикации
Результаты исследований представлены на международных конференциях: «Beringian Paleoenvironments» (США, Фэрбенкс, 1991); "Beringian Paleoenvironments Workshop " (США, Флориссан, 1997); «Quaternary Environment of the Eurasia North (QUEEN)» (Норвегия, Ойстиз, 1999); «31 International Arctic Workshop» (США, Амхерст, 2001); «32 International Arctic Workshop» (США, Болдер, 2002); «Геология, геохимия и экология Северо-Запада России» (Санкт-Петербург, 2005); «Проблемы корреляции плейстоценовых событий на Русском Севере» (Санкт-Петербург, 2006); на Всероссийских конференциях: «Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода» (Москва, 1994); «Состояние териофауны в России и ближнем зарубежье» (Москва, 1995); «Третье Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода» (Смоленск. 2002); «V Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода» (Москва, 2007). По теме диссертации опубликовано 20 работ, 2 подготовлены к печати (6 соответствуют списку изданий ВАК РФ).
Структура диссертации
Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Объем текста 250 страниц, 98 рисунков и 36 таблиц, список литературы включает 365 названий.
В работе встречаются следующие сокращения научных учреждений:
АЕНФ - Академия естественных наук Филадельфии, Филадельфия, США
АМЕИН (AMNH; A.C.-F:AM) - Американский музей естественной истории, Нью-Йорк, США
ГИН - Геологический институт РАН, Москва
ЗИН - Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург
ИЧПВ [IQW(Mei)]- Институт четвертичной палеонтологии, Веймар, Германия ЗММУ - Зоологический музей Московского государственного университета, Москва КМБ - Краеведческий музей поселка Бетенкес, п. Бетенкес
МГРИ (ГГМ) - Государственный геологический музей имени В.И. Вернадского, Москва
МЕИЛ - музей естественной истории Лиона, Лион, Франция
МКГУ — музей казанского государственного университета, Казань
МЛП - Музей «Ледниковый период», Москва
НМК (NMC) - Национальный музей Канады, Оттава, Канада
ПИН - Палеонтологический институт РАН, Москва
РОМК - Ростовский областной музей краеведения, Ростов
ANSP - Академия натуральных наук, Филадельфия, США
NMNH - Национальный музей естественной истории, Институт Смитсона, Вашингтон, США
В работе используется официально принятая в России стратиграфическая шкала МСК 1995, 1998.
Благодарности
Автор выражает огромную благодарность научному руководителю, Э.А. Вангенгейм, за бесконечное терпение и деятельное участие в подготовке работы. Большую помощь в изучении многих разрезов с остатками лосеобразных оказал А.Э. Басилян. Автор признателен коллегам по лаборатории стратиграфии четвертичного периода ГИН РАН за плодотворное обсуждение работы, а также A.M. Слепцову, Н.И. Чирикову и H.A. Божедонову, жителям п. Бетенкес Республики Саха (Якутия), за бескорыстную помощь при изучении Адычских разрезов. Отдельную благодарность хочется выразить A.B. Шеру, который помог автору сделать первые шаги в палеонтологии.
-
Никольский, Павел Александрович
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Москва, 2010
-
ВАК 25.00.02
- Формирование современной териофауны Якутии
- Фауна крупных млекопитающих позднего плиоцена северо-восточного Приазовья
- Ископаемые олени Евразии
- Копытные среднего-позднего неоплейстоцена юго-востока Западно-Сибирской равнины
- История формирования фауны крупных млекопитающих Волжско-Камского региона в среднем и позднем неоплейстоцене
