Tutkimus: Mammuttien aika viimeisessä turvapaikassa päättyi äkilliseen takaiskuun

Siperialaisen saaren mammutit elivät vuosituhansia sen jälkeen, kun niiden sukulaiset olivat kadonneet muualta. Suomalaisjohtoinen tutkimus ryhtyi ratkomaan mysteeriä: Mikä tappoi viimeiset mammutit?

paleontologia
 Laura Arppe Helsingin luonnontieteellisen museon mammuttinäyttelyn edessä.
Mammutit ovat Laura Arppelle tuttuja jo pro gradun ja myöhemmin väitöskirjan aiheena.Ville Tapio / Yle

Villasarvikuono, jättiläishirvi, luolakarhu, sapelihammaskissat... Kun viimeisin jääkausi väistyi ja ilmasto alkoi muuttua, se tiesi sukupuuttoaaltoa suurille nisäkäslajeille. Pitkään luultiin, että tuo aalto pyyhkäisi myös villamammutit maapallolta.

Jääkaudella mammutteja oli ollut pohjoisella pallonpuoliskolla paljon, Espanjasta Alaskaan. Kun olot niukkenivat, mammutit vähenivät ja populaatiot pirstoutuivat, mutta sukupuuttoon mammutit eivät sittenkään kuolleet.

Helppoa ei kyllä ollut niilläkään. Euraasian ja Pohjois-Amerikan kylmän ilmanalan ruohoarojen kadotessa syötävää oli etsittävä yhä pohjoisempaa, jossa olosuhteet säilyivät pisimpään mammuteille otollisina.

Vähitellen lajille olisi epäilemättä koittanut loppu, elleivät jotkin mammutit olisi löytäneet Siperian pohjoisimmalta reunalta turvapaikkaa.

Elämä jatkui meren saartamana

Villamammuttien viimeiset asuinsijat olivat Koillis-Siperian rannikolla Wrangelinsaarella. Siellä elämä jatkui eristyksissä kauan sen jälkeen, kun mantereelle jääneet sukulaiset olivat kuolleet.

Saaren populaatio oli hengissä vielä neljä tuhatta vuotta sitten, seitsemisen tuhatta vuotta kauemmin kuin mantereen mammuttilaumat.

Uimalla saarelle ei sentään ollut päädytty.

– Wrangelinsaari oli kiinni mantereessa vielä silloin kymmenen tuhatta vuotta sitten. Ne asuivat siellä, kun merenpinta alkoi nousta ja saari pikku hiljaa irtosi mantereesta, kuvailee Helsingin yliopiston luonnontieteellisen keskusmuseon intendentti Laura Arppe.

Baltiansaksalaisen tutkimusmatkailijan Ferdinand von Wrangelin mukaan nimetty noin 7 600 nelikilometrin laajuinen Wrangelinsaari sijaitsee Pohjoisessa jäämeressä 140 kilometrin päässä Koillis-Siperian rannikosta. Luonnoltaan hyvin monimuotoinen saari on Unescon maailmanperintökohde.

Arppen johtamassa tutkimuksessa ryhdyttiin selvittämään mammuttien sukupuuton viimeistä lukua. Miksi ne lopulta kuolivat myös Wrangelinsaarelta?

Neljän vuosituhannen takaisista elinolosuhteista ei ollut löytynyt aiemmissa tutkimuksissa muutosta, jonka takia mammutit olisivat alkaneet voida huonosti.

– Elintila supistui aluksi edelleen mutta saavutti ihan stabiilin koon kahdeksan tuhatta vuotta sitten, ja saaren kasvillisuuden tutkimuksissa on todettu, että siinäkin suurimmat muutokset tapahtuivat jo holoseenikauden alussa, Arppe kertoo.

Holoseenikausi, geologinen aikakausi, jota elämme edelleen, alkoi jääkauden jälkeen.

Ainutlaatuinen aineisto ansaitsi tarkan tutkimuksen

Wrangelinsaaren mammuttien katoamista selvittämässä oli Helsingin yliopiston lisäksi tutkijoita myös saksalaisista Tübingenin yliopistoista ja Senckenberg-keskuksesta sekä Venäjän tiedeakatemiasta.

– Wrangelinsaari tiedetään viimeiseksi paikaksi, jossa mammutit olivat elossa. Ihan jo se, että meillä oli käsissä ainutlaatuinen aineisto, tietysti motivoi meitä tutkimaan sen mahdollisimman hyvin, Arppe perustelee.

Wrangelista löytyneiden hampaiden ja luiden vertailuaineistot ovat Pohjois-Siperian mantereelta, Alaskasta ja Yukonista, vanhin 40 000 vuoden takaa, nuorin Alaskan St Paulin saarelta. Sieltä mammutit hävisivät 5 600 vuotta sitten.

Tutkimus on vapaasti luettavissa Quaternary Science Reviews -lehdestä (siirryt toiseen palveluun).

Iso hammas kivikossa.
Tämä Wrangelinsaaren jokirannasta löytynyt poskihammas oli joitakin tuhansia vuosia sitten mammutin suussa. Juha Karhu

Laura Arppen tutkimusalalla on pitkä nimi: stabiili-isotooppipaleoklimatologia. Se tarkoittaa muinaisten olosuhteiden tutkimista alkuaineiden stabiili-isotoopeista. Tutkimus perustuu kemiallisiin merkkeihin, joista ympäristö- ja ilmasto-oloista jää kudoksiin.

Tutkimuksen hypoteesi oli, että mammuttien hampaiden ja luiden hiilen, typen ja rikin isotooppianalyysit kertoisivat Wrangelinsaaren ilmastonmuutoksesta ja mammuttien ekologisen lokeron asteittaisesta kutistumisesta, samalla tavoin kuin mantereella vaikka paljon myöhemmin.

– Etenkin hiilen ja typen perusteella voidaan tehdä johtopäätöksiä elinympäristöstä ja nimenomaan sen ravintokäytöstä, Arppe selittää.

Ruokavalio yllätti normaaliudellaan

Tutkijoiden olettamus oli, että Wrangelin mammuttien ruokavaliossa näkyisi suuri ero siihen, mitä jääkaudella kukoistanut mammuttikanta oli nostellut kärsällään suuhunsa Siperiassa ja Alaskassa.

Tulokset osoittivat toista.

– Se oli oikeastaan se yllättävä tieto. Wrangelinsaaren mammutit eivät eronneet isotooppikoostumusten perusteella ravinnoltaan millään tavalla jääkautisista esi-isistään. Ne olivat ihan loppuun asti täysin verrattavissa Siperian jääkautisiin mammutteihin, Arppe kertoo.

Siitä päätellen ilmeisin selitys ei ollut oikea: sukupuuton syynä ei ollut se, että Wrangelin mammuteilta olisi loppunut sopiva ruoka tai se olisi muuttunut huonoravinteiseksi.

Isotoopit kertoivat vain pitkistä muutoksista

Onko arvoitus siis edelleen ratkaisematta? Tavallaan, Arppe myöntää.

– Luihin taltioituvat isotooppikoostumukset ovat luonteeltaan sellaisia, että ne heijastavat hyvin pitkän aikavälin elintapoja, hän selittää.

Mutta sekin, että mitään ei löytynyt, sisältää vastauksen tai ainakin vahvan viitteen siitä.

– Sen perusteella, että emme nähneet suurta muutosta, ehdotimme lopulliseksi sukupuuton syyksi jotakin kohtalaisen äkillistä tapahtumaa, josta ei jää jälkeä näillä menetelmillä tutkittavaksi.

Äskettäinen esimerkki (siirryt toiseen palveluun) sellaisesta on Huippuvuorilta: sieltä löytyi viime talven jäljiltä 200 peuraa, jotka olivat kuolleet, koska eivät pystyneet kaivamaan ruokaa talvisen rankkasateen jäädyttämästä hangesta.

Mutaatio haittasi rasvavarastojen käyttöä

Wrangelinsaaren mammuttipopulaatio oli eristyneisyyden vuoksi väistämättä sisäsiittoinen. Se ehkä haittasi niiden selviytymiskuntoa äkillisessä tukalassa tilanteessa.

Merkitystä saattoi olla myös jääkauden siperialaismammuttien ja Wrangelin mammuttien erolla, jonka tutkijat havaitsivat ravinnon rasvoista ja hiilihydraateista kertovan karbonaattihiilen koostumuksessa.

Siperian mammutit käyttivät muhkeaan ruumiiseensa varastoituneita rasvoja selvitäkseen jääkauden ankarissa pakkasissa. Holoseenikauden lämpimissä ilmasto-oloissa eläneillä Wrangelin saarimammuteilla ei ollut vastaavaan tarvetta, tutkijat päättelevät.

DNA-tutkimukset ovat aiemmin osoittaneet, että Wrangelin mammuteilla oli rasva-ainevaihduntaan vaikuttanut mutaatio.

Mammutin luuranko telineessä, vieressä kaksi ihmistä
Tämä Siperiasta löytynyt täydellinen mammutin luuranko oli myytävänä huutokaupassa Hongkongissa viime keväänä.Jerome Favre / EPA

Hampaiden kasvukerroksissa voi olla vastauksia

Perin äkillisistä loppua olisi tiennyt sellainen luonnonmullistus, joka teki selvää dinosauruksista 66 miljoonaa vuotta sitten. Entäpä jos mammutitkin menehtyivät avaruudesta pudonneen asteroidin takia?

Laura Arppe hymyilee.

– Näihin isotooppikoostumuksiin ei olisi jäänyt siitä jälkeä. Näillä datoilla emme sinänsä pysty sulkemaan pois sitä mahdollisuutta.

Ei hän toki usko, että syypää olisi ollut avaruuden murikka. Eiköhän syy löydy muualta, ehkä uusilla isotooppitutkimuksilla.

– Mahdollisuuksia kyllä on. Näytteet vain pitää ottaa eri tavalla.

Villamammuttien syöksyhampaat kasvavat vähän samalla tavoin kuin puut, joihin muodostuu vuosittaisia lustoja, Arppe selittää.

– Jos näytteiden otto osataan kohdistaa sillä tavalla, että niitä saadaan yksittäisistä kasvukerrostumista, niin saatettaisiin päästä käsiksi jopa hyvinkin lyhytaikaisiin tapahtumiin ja ehkä ratkaista se, mitä mammuteille lopullisesti tapahtui.

Loppuiko puhdas vesi?

Yksi hypoteesi mammuttien kuolinsyyksi voisi olla jano. Wrangelinsaaren jokivesien kemiallisen koostumuksen on havaittu muuttuvan aika ajoin eläinten kannalta hyvin vaikeaksi, Arppe kertoo.

– Vesiin vapautuu saaren kallioperästä todella korkeita pitoisuuksia suoloja ja esimerkiksi raskasmetalleja, jotka ovat myrkyllisiä. Voisi ajatella, että jos rapautuminen kiihtyy, niin myrkyllisiä elementtejä saattaa vapautua vielä enemmän.

Isotooppitutkimuksissa saatiin sitä tukevia tuloksia.

– Näimme rikin ja strontiumin isotooppikoostumuksissa viitteitä siitä, että rapautuminen olisi kiihtynyt keskiholoseenin aikaan eli niillä ajoilla, kun mammutit alkoivat voida huonosti. On hyvin mahdollista, että Wrangelin mammuttien juomavesivaranto saastui aika ajoin juomakelvottomaksi.

Kuvassa eläinmuseon intendentti Laura Arppe
Intendentti Laura Arppe ja yksi Helsingin yliopiston luonnontieteellisen museon mammuteista. Ne ovat kooltaan ja ulkonäöltään tarkkoja kopioita jääkauden jättiläisistä. Ville Tapio / Yle

Mahtoiko saastuminen yltyä aikoinaan niin pahaksi, että siitä koitui suoranainen joukkomyrkytys ja -kuolema? Siihen Arppella ei ole vastausta.

– Emme voi sanoa tämänhetkisen datamme perusteella, josko vaikka koko populaatio olisi kuollut kerralla. Siihen vaadittaisiin ihan erilainen tutkimus.

Sellainen onkin suunnitteilla. Tarkoituksena on etsiä, onko syöksyhammasnäytteissä jälkiä erittäin korkeista pitoisuuksista esimerkiksi juuri raskasmetalleista, Arppe kertoo.

"Neandertalilaiset tarvitsivat mammutteja"

Villamammutti oli sukulaisensa afrikannorsun kokoluokkaa eli jopa kuusitonninen jössikkä. Lihaa oli niin paljon, että varhaisten eurooppalaisten kannatti saalistaa mammutteja, vaikka vaaran on täytynyt olla valtava kivikautisten aseiden käyttelijöille.

Neandertalilaisten olemassaolo oli suorastaan riippuvainen mammutinlihasta saaduista kaloreista, sanoi israelilaisen Tel Avivin yliopiston (siirryt toiseen palveluun) professori Ran Barkai viime keväänä Human Biology (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä julkaistun tutkimuksen yhteydessä.

Varsinaisesti tutkimus käsitteli neandertalilaisten ja mammuttien kykyä sopeutua kylmään. Tutkimuksessa esitettiin, että niillä oli geneettisesti samankaltainen kylmänsietokyky.

Suomesta on löydetty kymmenen mammutinjäännettä: hampaita, syöksyhampaan palanen, kaksi olkaluuta sekä reisi-, kylki- ja uusimpana kyynärluu. Se löytyi Vuosaaren satamaa ruopattaessa vuonna 2005.

Nykyihmisten roolia mammuttien sukupuutossa on pohdittu paljon.

Yhdysvaltalaisen New Mexicon yliopiston paleobiologi Felisa Smith tuli viimevuotisessa tutkimuksessaan siihen tulokseen, että minne ihminen on ilmestynyt, siellä isojen nisäkkäiden sukupuutot ovat aina yltyneet, niin menneisyydessä kuin nytkin.

Ihminen metsästi suurnisäkkäitä ja kilpaili niiden kanssa riistasta, ihmisen mukana tuli koira, joka auttoi metsästyksessä, ihminen poltti elinympäristöjä, ja vaikutukset ruokkivat toisiaan, Smith perusteli Science-lehdessä (siirryt toiseen palveluun) julkaistussa tutkimuksessa.

Laura Arppe pitää mammuttien katoamisessa uskottavimpana "hybriditeoriaa", kuten hän muotoilee.

– Ympäristön ja ilmaston muutokset olivat avainroolissa siinä, että villamammutti ajautui ahtaalle ja populaatiokoot kutistuivat pieniksi. Siinä vaiheessa ihmisen metsästysvaikutus on voinut olla ihan ratkaiseva.

Mahtoiko ihminen olla jopa se äkkitekijä, jota tutkijat etsivät selitykseksi Wrangelin mammuttien sukupuutolle?

Tutkijat sanovat, että siitä on jokseenkin mahdoton saada todisteita. Nuorimmat mammuttilöydöt ovat kuitenkin vain joitakin satoja vuosia vanhempia kuin saarelta toistaiseksi löydetyt varhaisimmat arkeologiset todisteet ihmisistä.

Mammutin kuva luolan seinässä
Noin 13 000 vuotta sitten joku taiteili mammutin Rouffignacin luolan seinään nykyisessä Ranskassa. Rex Features / AOP

Geneetikot tavoittelevat mammutin kloonaamista

Viime vuosina useat tutkijaryhmät ovat ilmoittaneet aikovansa herättää jääkauden ikonin uudelleen henkiin. Kloonaushankkeita on muun muassa Venäjällä ja Kiinassa. Nimekkäin on yhdysvaltalaisen Harvardin yliopiston Revive & Restore -projekti. (siirryt toiseen palveluun)

Sitä johtava professori George Church aikoo luoda Siperian ikiroudassa säilyneen mammuttien DNA:n ja aasiannorsunaaraiden avulla "norsun, jolla on mammutin piirteitä", etenkin kylmänsietokykyä.

Tulevaisuudenkuvissaan hän näkee uuden ajan mammuttilaumoja vaeltamassa villamammuttien muinaisilla valta-alueilla Siperiassa.

Laura Arppe ei näistä projekteista innostu. Mammuteilla oli aikansa ja paikkansa, oma sosiaalinen rakenteensa ja elämässään varmasti paljon sellaista, mitä me emme ymmärrä, hän sanoo.

– Tiedän, että Siperiaan on rakennettu Ice Age -tyyppistä puistoa, jossa on säästetty suuria avoimia alueita isojen kasvinsyöjäeläinten palauttamiselle. Mutta vaikka tilaa löytyisi, en usko, että mammutteja pystyttäisiin palauttamaan oikeasti olosuhteisiin, joissa ne olisivat tyytyväisiä.

Sulava ikirouta luovuttaa yhä uusia mammuttilöytöjä

Kävipä mammutinpalautushankkeille miten tahansa, aidosti akuutti mammuttikysymys ovat löydöt, joita Siperian ikiroudasta paljastuu yhä enemmän ilmastonmuutoksen edetessä.

Ehditäänkö ne saada talteen, ja kenen käsiin ne päätyvät?

– Tietysti löytöjen soisi päätyvän tieteelliseen tutkimukseen ja museoihin ihmisten nähtäville sen sijaan, että ne myydään yksityisille omistajille ja pajoihin, joissa syöksyhampaista työstetään koriste-esineitä. Ne ovat tieteelle täysin menetettyjä, sanoo Laura Arppe.

Mammutinluiden kaivaminen omaksi hyödyksi on Venäjällä valtaosin laitonta. Kaupan torppaamiseksi ei kuitenkaan ole norsunluukaupan kiellon kaltaista kansainvälistä sopimusta. Syöksyhammasparin löytäjä ja myyjä voi rikastua kymmenillä tuhansilla euroilla.