Natural environment of the Mammuthus trogontherii in the south of the Russian Far East in the Middle Pleistocene

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее часто в литературе встречается упоминание о Mammuthus primigenius (шерстистом мамонте). О среде обитания его близкого родственника – Mammuthus trogontherii (трогонтериевого мамонта) известно гораздо меньше. Этот вид являлся одним из звеньев эволюции отряда хоботных (Proboscidea) в Евразии, представляя промежуточную эволюционную форму между более теплолюбивым Mammuthus meridionalis (южным мамонтом) и более холодноустойчивым Mammuthus primigenius [1].

Ареал Mammuthus trogontherii охватывал большую часть области умеренного климата Северной Евразии [2]. Это был наиболее крупный вид среди мамонтов, когда-либо существовавших на Земле. Масса тела Mammuthus trogontherii при высоте на уровне плеч около 4 м, достигала 10.5 т. Бивни у самцов вырастали до 5 м, однако были не столь закрученными, как у Mammuthus primigenius [3].

Наиболее древние костные останки Mammuthus trogontherii возрастом около 1.7 млн л. и 1.66 млн л. соответственно, найдены в китайской провинции Хэбэй [4] и в Нихеванском бассейне [5]. Близкие по возрасту (1.2–0.8 млн л.) костные останки этого животного известны и в Северо-Восточной Сибири [1]. В Северном Китае и на территории Восточной Евразии, Mammuthus trogontherii существовал до конца позднего плейстоцена [5], а на Японских островах встречался 1.2–0.65 млн л. н. [6]. В Западной Европе возраст костных останков Mammuthus trogontherii оценивается в 780–191 тыс. л. [7].

Несмотря на то, что в России костные останки Mammuthus trogontherii встречаются часто, в музеях хранится лишь 9 относительно полных скелетов слонов данного вида. Большинство местонахождений костных останков Mammuthus trogontherii находятся в Европейской части России. В Азиатской части они в основном расположены в Южной Сибири [8, 9] и в Якутии.

На Дальнем Востоке известно 6 находок костных останков отряда Proboscidea (хоботных), среди которых почти нет изученных. Одна из таких находок была сделана в 1946 г. на юге Хабаровского края. В глиняном карьере, вскрывшим отложения третьей надпойменной террасы р. Уссури (47°33′ с. ш., 134°43′ в. д.) около ст. Вяземская [10], были найдены части скелета Mammuthus trogontherii [11], значительная часть, которых находилась на месте гибели животного [10].

Палиноспектры по отложениям, включающих костные остатки Mammuthus trogontherii показали, что их захоронение происходило при более холодном и сухом климате, чем современный в конце среднеплейстоценового межледниковья [12]. В растительности преобладали лиственнично-березовые лесостепи и сухие полынные степи [13]. Иные палинологические данные из этих же отложений были получены Л. Л. Казачихиной [14]. Согласно им, этот вид жил в более теплом, близком к современному климату юга Приморья. Широкое развитие имела уссурийская тайга более южного облика, с участием Carpinus cordata, Betula schmidtii и Betula chinensis. Подтвердить эти данные не было возможности, ввиду отсутствия новых местонахождений останков Mammuthus trogontherii на Дальнем Востоке России.

Цель настоящего исследования – на основе палинологических данных, полученных по отложениям, включающим первую находку костных останков Mammuthus trogontherii в Приморском крае, реконструировать природную среду его обитания в регионе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В 1989 г. в обнажении 6203 Лучегорского буроугольного карьера-1 (46.28° с. ш.; 134.15° в. д.) (рис. 1), Р. С. Климовой (ПГО “Приморгеология”) был найден фрагмент бивня мамонта. Фрагмент бивня залегал в линзе буровато-серого илистого песка (интервал 8.5–8.1 м), включенного в песчано-галечниковую толщу аллювия р. Контровод, перекрытую сверху бурыми глинами. Находка была передана Э. А. Вангенгейм (ГИН РАН), которая определила принадлежность фрагмента бивня к Mammuthus trogonterii и сделала вывод о его возможном существовании на юге Дальнего Востока России в среднем плейстоцене [15].

 

Рис. 1. Расположение обнажения 6203, вскрывшего фрагмент бивня Mammuthus trogonterii (а), скважин, вскрывающих отложения среднего плейстоцена на юге Дальнего Востока (б), и геологическая карта Нижнебикинской впадины (в) [16]. 1 – Лучегорский буроугольный разрез, 2 – обнажение 6203, 3 – первое местонахождение костных останков Mammuthus trogonterii; 4 – скважины вскрывающие отложения среднего плейстоцена, 5 – плиоценовые галечники, 6 – плиоцен-четвертичные плато-базальты. Свиты эоцен-нижнеолигоценовых континентальных отложений: 7 – контроводская, 8 – лучегорская, 9 – бикинская; 10 – железная дорога.

 

Река Контровод – левый приток р. Бикин, дренирующий Нижнебикинскую впадину (см. рис. 1 а, б). В ее центре, в обрамлении низкогорных хребтов на абсолютной высоте 60–100 м, расположена заболоченная равнина. Она сложена терригенными отложениями с пластами бурого угля палеогенового возраста [16], разрабатываемых в Лучегорском буроугольным карьере (см. рис. 1 в).

В сентябре 2020 г., авторами было проведено измерение и описание фрагмента бивня Mammuthus trogontherii, экспонирующегося в музее Приморского филиала ФБУ “Территориального фонда геологической информации по Дальневосточному федеральному округу” (ТФГИ по ДФО) (рис. 2 а). Из слабосцементированного буровато-серого илистого песка, заполняющего альвеолярная полость левого торца фрагмента бивня (рис. 2 б), был отобран образец на спорово-пыльцевой анализ, проведенный по стандартной методике. Полученный палиноспектр был проанализирован и сопоставлен с палинологическими данными по аналогичным отложениям подстилающих и включающих фрагмент бивня.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Биометрические параметры фрагмента бивня

Было установлено, что длина фрагмента бивня Mammuthus trogontherii составляет 176 см, диаметр менее 19 см, длина между краями – 158 см, а радиус между ними – 32 см (см. рис. 2 а). Альвеолярная полость левого торца заполнена слабосцементированным буровато-серым илистым песком (рис. 2 б). Растрескавшаяся поверхность бивня покрыта тонким слоем вивианита (рис. 2 в). Правый торец имеет признаки свежего отделения от другой части бивня – острый излом светло-бежевого цвета (рис. 2 г).

Таксономическая структура палиноспектров

Результаты палинологического анализа позволяют выделить две фазы развития растительности.

Фазу развития растительности 1 характеризует палиноспектр из подстилающего фрагмент бивня буровато-серого илистого песка на глубине 9.2 м (рис. 3). В нем преобладает пыльца хвойных пород, среди которых доминирует Pinus s/g Haploxylon, включая мелкие пыльцевые зерна сосны, не растущей сейчас в Приморье. Сопутствующее положение занимают Picea и Abies. Доля широколиственных деревьев составляет 8.4%. Среди них преобладает пыльца Quercus и Ulmus. Отмечены пыльцевые зерна Corylus и Fagus. Мелколиственные деревья представлены пыльцой Duschekia, Betula sect. Albae, Betula sp., Alnus и Salix. Группу трав и кустарничков представляет пыльца разнотравья и водных растений – семейства Hydrocharitaceae и рода Nelumbo (лотос). Среди споровых растений присутствуют рода Sphagnum, Osmunda, Lycopodium и семейство Polypodiaceae.

 

Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма по отложениям Нижнебикинской впадины из обнажения 6203. Палиноcпектры из буровато-серого илистого песка: а – вмещающего и перекрывающего ниже фрагмент бивня Mammuthus trogontherii, б – извлеченного из альвеолярной полости фрагмента бивня. 1 – бурые глины, 2 – пески, 3 – пески и галечники, 4 – фрагмент бивня Mammuthus trogontherii, 5 – перерыв в осадконакоплении, 6 – точка отбора отложений из альвеолярной полости фрагмента бивня. Соотношение групп растений: 7 – деревьев и кустарников, 8 – трав и кустарничков, 9 – спор, 10 – содержание пыльцы и спор в палиноспектрах менее 2%.

 

Фазу развития растительности 2 описывают палиноспектры по пяти пробам из линзы буровато-серого илистого песка, включающего фрагмент бивня в интервале 8.5–8.1 м. В их структуре возрастает участие бореальных растений. В их числе доминирует пыльца хвойных деревьев – Picea, Abies, Cupressaceae, а также Pinus s/g Haploxylon, среди которой встречается мелкая пыльца. Присутствуют пыльцевые зерна Pinus s/g Diploxylon. Более чем в два раза снизилось содержание пыльцы широколиственных пород. Они представлены Quercus mongolica, Ulmus, Corylus, Tilia и Fagus. В группе мелколиственных деревьев доминируют Betula sect. Albae, Betula sp., Betula sect. Nanae и Duschekia. Им сопутствует пыльца Alnus, Salix и Betula sect. Costatae. В группе трав и кустарничков основной фон создают представители семейства Cyperaceae и рода Artemisia. Встречаются представители семейств Ranunculaceae, Saxifragaceae, Liliaceae, Caryophyllaceae, Valerianaceae, Poaceae, Scrophulariaceae, Ericaceae родов Thalictrum и Ilex. Присутствуют водные растения семейства Hydrocharitaceae, родов Sparganium, Nuphar и Nelumbo. В группе споровых растений преобладают споры Sphagnum и Polypodiaceae. Присутствуют споровые таксоны Ophioglossaceae, Cryptogramma, Osmunda, Botruchium и Huperzia serrata.

Палиноспектр по извлеченному из альвеолярной полости фрагмента бивня образцу буровато-серого илистого песка, имеет таксономический состав схожий с палиноспектрами по отложениям, включающих фрагмент бивня (фаза развития растительности 2). Основной фон в нем создает пыльца хвойных пород. Среди них наиболее часто встречаются пыльцевые зерна Picea и Pinus s/g Haploxylon. Присутствует пыльца Cupressaceae, Pinus s/g Diploxylon и Larix. Сумма пыльцы широколиственных пород (Quercus mongolica, Ulmus, Corylus, Tilia и Fagus) составляет 3.6%. Мелколиственные деревья представлены пыльцой Duschekia, а также кустарниковых и древесных берез (Betula sp. и Betula sect. Costatae). В группе трав и кустарничков основную долю составляет пыльца семейств Cyperaceae, Asteraceae и Ericaceae. Присутствуют пыльцевые зёрна Ranunculaceae, Poaceae, Scrophulariaceae, Thalictrum, Liliaceae, Nelumbo и Sparganium. Среди споровых растений доминируют представители семейств Polypodiaceae и рода Sphagnum. Сопутствующее положение занимают представители родов Lycopodium и Osmunda, а также семейства Ophioglossaceae.

ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты палинологического анализа свидетельствуют, что во время седиментации буровато-серого песка, подстилающего фрагмент бивня, основной облик растительности Нижнебикинской впадины представляли сосново-березовые леса с елью, пихтой и представителями семейства Cupressaceae. Заметное участие в них принимали широколиственные растения (см. рис. 3). Среди них присутствовали представители рода Ilex, современный ареал которого охватывает север о. Хонсю, юг о. Хоккайдо, о. Сахалин и Курильские острова [17]. Субдоминантами являлись растения бореальной флоры – Duschekia, Betula sect. Nanae, Alnus и Picea.

Палиноспектры по образцам буровато-серого илистого песка, включающего фрагмент бивня Mammuthus trogontherii, отражают более сложное строение экосистем. Возрастание доли пыльцы ели говорит о более прохладных и влажных условиях, по сравнению с палиноспектром из отложений, подстилающих фрагмент бивня. Основной облик ландшафтов представляли мезофильные леса с преобладанием ели, сосен подрода Haploxylon и лиственнично-березовые редколесья. Встречались сосны подрода Diploxylon и широколиственные деревья. Равнинные участки покрывали сфагновые болота, ерниковые заросли с кустарниковой березкой, ольховником, вереском и березово-лиственничными редколесьями. Наличие пыльцы водных растений указывает на существование в Нижнебикинской впадине озер.

В растительности присутствовали не встречающиеся в настоящее время в Приморье сосны подрода Haploxylon, продуцировавшие мелкую пыльцу, представители рода Ilex, и, возможно рода Fagus, пыльца которого могла переноситься с сопредельных территорий, например, из приустьевой части р. Туманной [18]. Современный ареал рода Fagus охватывает теплоумеренные и субтропические области Корейского п-ова [19], о-вов Хонсю, Кюсю и Сикоку [17]. Подобная растительность реконструируется и по отложениям, извлеченным из альвеолярной полости фрагмента бивня, что может указывать на захоронение животного на месте гибели. Об этом же говорит и отсутствие следов окатанности на фрагменте бивня.

Схожие палиноспектры были получены и из прослоев темно-серых песков среди галечников этого же уровня на другом участке разреза “Лучегорск-1” [16]. Подобная растительность восстанавливается и по межледниковым отложениям среднего плейстоцена в устье р. Туманной [18], в долине р. Уссури и в Приханкайской впадине (см. рис 1 б). Стоит отметить, что в лесных экосистемах Mammuthus trogontherii существовал и в долине Иртыша [8], в Англии, где его костные останки найдены в слоях торфа с остатками лесных растений [3], а также на Японских островах, где в среднем плейстоцене преобладали леса [6].

Вероятно, разные интерпретации климатических условий и растительности во время захоронения костных останков Mammuthus trogontherii в карьере у ст. Вяземская [10] и найденных в карьере Лучегорского буроугольного карьера-1 связаны с их разным возрастом. В первом случае их захоронение произошло в начале или конце одного из среднеплейстоценовых межледниковий, а захоронение фрагмента бивня из Лучегорского буроугольного карьера-1 при более теплом климате, ближе к оптимуму межледниковья.

ВЫВОДЫ

Палинологические данные полученные по отложениям, включающим первую находку костных останков Mammuthus trogontherii в Приморском крае, свидетельствуют, что растительность юга Дальнего Востока России во время жизни Mammuthus trogontherii заметно отличалась от современной. Преобладающие в настоящее время в Нижнебикинской впадине сосново-широколиственные и дубовые леса отсутствовали. Широкое распространение на склонах имели мезофильные сосново-еловые леса с участием широколиственных пород и лиственнично-березовые редколесья. На переувлажненных равнинах были развиты ерники и редкостойные лиственнично-березовые леса. В экосистемах присутствовали растения бореальной, неморальной и теплоумеренной флор.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят директора Приморского филиала ФБУ “ТФГИ по Дальневосточному федеральному округу” А. В. Бурмистрова за консультации и помощь при описании бивня Mammuthus trogonterii и отборе проб.

ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена в рамках государственного задания ТИГ ДВО РАН, проект № 122020900184-5.

About the authors

P. S. Belyanin

Pacific Geographical Institute Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: pavelbels@yandex.ru
Russian Federation, Vladivostok

N. I. Belyanina

Pacific Geographical Institute Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pavelbels@yandex.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

Supplementary files