Tot voor kort was het eiland St. Paul in Alaska de thuisbasis van een mysterie van gigantische proporties. Tegenwoordig zijn de grootste dieren die leven op dit 42 vierkante kilometer grote stuk aarde een paar rendieren, maar ooit was St. Paul wollig mammoetgebied. Meer dan 4.000 jaar nadat de mammoeten van het vasteland van Azië en Noord-Amerika werden vernietigd door veranderingen in het milieu en de jacht op mensen, diende dit kale gras als een van de laatste vangsten van de soort.
Slechts één groep mammoeten leefde langer dan die van St. Paul: de mammoeten van Wrangel Island, een eiland van 2900 vierkante mijl gelegen in de Noordelijke IJszee, dat erin slaagde te overleven tot ongeveer 4000 jaar geleden. In dit geval vermoeden wetenschappers dat we een rol hebben gespeeld in de ondergang van de hardnekkige beesten. Archeologisch bewijs suggereert dat menselijke jagers hielpen reeds kwetsbare populaties over de rand te duwen.
Maar de mammoeten van St. Paul zijn nooit mensen tegengekomen, wat betekent dat ze werden beschermd tegen een van de belangrijkste vernietigende krachten die waarschijnlijk hun verwanten doodden. Dus hoe hebben ze hun laatste einde zo'n 5.600 jaar geleden bereikt?
Wetenschappers denken eindelijk dat ze het antwoord hebben. Deze week meldde een interdisciplinair team van onderzoekers in Proceedings van de National Academy of Sciences dat de mammoeten in wezen stierven aan dorst. Met behulp van mammoetresten en datering met koolwaterstoffen ontdekten onderzoekers dat slinkende zoetwater door klimaatverandering ervoor zorgde dat de bevolking opdroogde. Hun resultaten - die ook aantonen dat de mammoeten van St. Paul langer aanhielden dan aanvankelijk gedacht, tot ongeveer 5.600 jaar geleden - wijzen op een specifiek mechanisme dat andere kust- en eilandpopulaties die vandaag de dag met klimaatverandering worden bedreigd, kan bedreigen.
Wetenschappers wisten eerder dat klimaatverandering een rol moet hebben gespeeld bij het uitsterven van de St. Paul-mammoet, maar ze hadden weinig aanwijzingen over de bijzonderheden. "Dit is een uitstekend stuk onderzoek, goed onderbouwd en beargumenteerd", zegt David Meltzer, een archeoloog aan de Southern Methodist University die niet bij het onderzoek was betrokken. "Het is gewoon het soort soort- en regiospecifiek werk dat moet worden gedaan om de oorzaken van uitsterven voor deze en andere dieren in het verleden volledig te begrijpen."
De onderzoekers begonnen met het zorgvuldig kammen van de grotten van St. Paul voor mammoetresten, die een paar stukjes bot en twee tanden opleverden. Vervolgens namen ze sedimentkernen uit een meer op het eiland en analyseerden ze voor vier proxy's die eerder onderzoek hebben gecorreleerd met de aanwezigheid van grote dieren, waaronder oud DNA en bepaalde soorten schimmelsporen. Radiokoolstofdatering liet hen toe de leeftijd van de mammoetbeenderen en tanden te bepalen, en plantenresten en vulkanische as uit de sedimentkernen hielpen de precieze tijd vast te stellen dat de mammoeten uitstierven.
Ten slotte stelden ze een tijdlijn samen van hoe de omgeving veranderde door andere proxy's uit de kernen te gebruiken. Deze omvatten zuurstofisotopen, plantmateriaal en de aanwezigheid van waterleven zoals fytoplankton en watervlooien, die allemaal correleren met zoetwaterniveaus. De resultaten toonden aan dat mammoeten op St. Paul leefden tot 5.600 jaar geleden, plus of min 100 jaar - een van de meest precieze uitstervingsdata ooit geproduceerd voor een prehistorisch dier.
De gegevens schetsten een duidelijk beeld van wat er uiteindelijk voor zorgde dat mammoeten uit het eiland verdwenen, dat ooit deel uitmaakte van de Bering Land-brug maar nu gestrand ligt in het midden van de Beringzee. Klimaatverandering leidde tot een meer droog eilandmilieu, toenemende verdamping en beperking van de hoeveelheid regenwater die zich in twee meren verzamelde - de enige bronnen van zoet water op St. Paul. Tegelijkertijd veroorzaakte zeespiegelstijging wat onderzoekers een "zoutwaterwig" noemen: het aantasten van grondwater door zout water dat van onderaf naar binnen stroomt.
Deze onthulling kwam als een verrassing voor het team. "We waren er zeker van dat het uitsterven van de mammoet waarschijnlijk zou zijn veroorzaakt door iets uit de omgeving", zegt Russ Graham, een paleontoloog van de gewervelde dieren aan de Pennsylvania State University en hoofdauteur van het artikel. “Maar velen van ons, inclusief ikzelf, dachten dat het misschien een vegetatieve verschuiving zou zijn als reactie op klimaatverandering. We hadden niet verwacht dat de beschikbaarheid van zoet water de werkelijke ondergang had veroorzaakt. "
De fysiologie van de mammoet - inclusief dik haar dat ondoordringbaar is voor water, een lichaam dat is aangepast om warmte vast te houden en de noodzaak om 70 tot 100 gallon water per dag te drinken - maakte het dier minder goed in staat om het drogende landschap te doorstaan. Als ze zich gedragen als olifanten, hun hedendaagse familieleden, zou gedrag ook een rol kunnen hebben gespeeld in hun ondergang. Naarmate water schaarser werd, kwamen mammoeten waarschijnlijk samen in de buurt van de meren van het eiland, waardoor ze vertroebeld werden en de verdwijning van het zoetwater verergerde. Of St. Paul's mammoeten geleidelijk zijn uitgestorven of dat een enkele catastrofale gebeurtenis hen heeft getroffen is onbekend, maar hoe dan ook, het eindresultaat was hetzelfde: uitsterven.
"Dit is fantastisch gedaan werk dat zeer interessant en echt belangrijk is", zegt Donald Grayson, een dierentuinarcholoog aan de Universiteit van Washington die niet bij het werk betrokken was. "Dit onderzoek kan en moet als model dienen voor diegenen die geïnteresseerd zijn in andere uitstervingen van gewervelde dieren in de afgelopen 50.000 jaar of zo."
Het belang van de studie is niet beperkt tot het verleden. Terwijl we vandaag de dag geconfronteerd worden met klimaatverandering en stijgende zeespiegel, zal het gevaar van besmetting van zoetwaterbronnen waarschijnlijk steeds relevanter worden. "We denken dat plaatsen als Florida en de eilanden in de Stille Zuidzee worden overspoeld door zeespiegelstijging, maar waar we niet veel over hebben gesproken, is de impact van de zoutwaterwig", zegt Graham. "Deze studie geeft duidelijk aan dat dit een serieus probleem is."
