Пещерный медведь ( Ursus spelaeus ) — доисторический вид медведя , обитавший в Европе и Азии в эпоху плейстоцена и вымерший около 24 000 лет назад во время последнего ледникового максимума .
Оба слова, пещера и научное название spelaeus, используются, потому что окаменелости этого вида в основном находили в пещерах . Это отражает мнение экспертов о том, что пещерные медведи могли проводить больше времени в пещерах, чем бурый медведь , который использует пещеры только для спячки . Считается, что он был в основном травоядным.
Скелеты пещерных медведей были впервые описаны в 1774 году Иоганном Фридрихом Эспером в его книге « Недавно обнаруженные зоолиты неизвестных четвероногих животных» . В то время как ученые того времени считали, что скелеты могли принадлежать обезьянам , псовым , кошачьим или даже драконам или единорогам , Эспер предположил, что на самом деле они принадлежали белым медведям . Двадцать лет спустя Иоганн Кристиан Розенмюллер , анатом из Лейпцигского университета , дал виду его биномиальное название. Костей было так много, что большинство исследователей не обращали на них внимания. Во время Первой мировой войны , из-за нехватки фосфатного навоза, земля из пещер, где находились кости пещерных медведей, использовалась в качестве источника фосфатов. Когда «драконьи пещеры» в австрийском регионе Штирия использовались для этой цели, сохранялись только черепа и кости ног. [1]
Во многих пещерах Центральной Европы есть скелеты пещерных медведей, например, в Хайнрихсхёле в Хемере и Дехенхёле в Изерлоне , Германия . Полный скелет, пять полных черепов и 18 других костей были найдены внутри пещеры Клетно Медведь в 1966 году в Польше . [2] В Румынии , в пещере под названием Пещера Медведей , в 1983 году было обнаружено 140 скелетов пещерных медведей. [3]
Кости пещерного медведя найдены в нескольких пещерах в Грузии . В 2021 году студенты и преподаватель Государственного университета Акакия Церетели обнаружили два полных черепа пещерного медведя с коренными зубами, клыками, плечевой костью, тремя позвонками и другими костями в ранее неисследованной пещере.
Считается, что и пещерный медведь, и бурый медведь произошли от плио-плейстоценового этрусского медведя ( Ursus etruscus ) [4] [5] [6] , который жил примерно от 5,3 млн лет назад до 100 000 лет назад. Последний общий предок пещерных медведей и бурых медведей жил между 1,2–1,4 млн лет назад. [7] Непосредственным предшественником пещерного медведя, вероятно, был Ursus deningeri (медведь Денингера), вид, ограниченный плейстоценовой Европой примерно от 1,8 млн лет назад до 100 000 лет назад. [8] [9] Переход между медведем Денингера и пещерным медведем дается как последнее межледниковье, хотя граница между этими формами произвольна, и были предложены промежуточные или переходные таксоны , например Ursus spelaeus deningeroides , [10] в то время как другие специалисты считают оба таксона хронологическими вариантами одного и того же вида. [11]
Пещерные медведи, найденные в любом месте, будут различаться по возрасту, что облегчает исследования эволюционных тенденций. Три передних премоляра постепенно редуцировались, а затем исчезли, возможно, в ответ на преимущественно вегетарианскую диету. У четверти черепов, найденных в Контуринах , третий премоляр все еще присутствует, в то время как у более производных образцов в других местах он отсутствует. Последний оставшийся премоляр стал конъюгированным с настоящими молярами , увеличив коронку и предоставив ей больше бугорков и режущих границ. Это явление, называемое моляризацией , улучшило жевательные способности моляров, облегчив обработку жесткой растительности. Это позволило пещерному медведю получить больше энергии для спячки, при этом съедая меньше, чем его предки. [12]
В 2005 году ученые восстановили и секвенировали ядерную ДНК пещерного медведя, который жил между 42 000 и 44 000 лет назад. В процедуре использовалась геномная ДНК, извлеченная из одного из зубов животного . Секвенируя ДНК напрямую (вместо того, чтобы сначала реплицировать ее с помощью полимеразной цепной реакции ), ученые восстановили 21 ген пещерного медведя из останков, которые не дали значительного количества ДНК с помощью традиционных методов. [13] Это исследование подтвердило и построило результаты предыдущего исследования с использованием митохондриальной ДНК, извлеченной из останков пещерного медведя возрастом от 20 000 до 130 000 лет. [7] Оба показывают, что пещерный медведь был более тесно связан с бурым медведем и белым медведем , чем с американским черным медведем , но отделился от линии бурого медведя до того, как отдельные восточные и западные линии бурого медведя диверсифицировались, и до разделения бурых медведей и белых медведей. Расчетная дата расхождения пещерных медведей и бурых медведей составляет около 1,2–1,4 млн лет назад. [7] Однако недавнее исследование показало, что между обоими видами наблюдалась некоторая гибридизация. [14]
Пещерный медведь имел очень широкий, куполообразный череп с крутым лбом; его крепкое тело имело длинные бедра, массивные голени и загнутые внутрь ступни, что делало его похожим по структуре скелета на бурого медведя. [15] Пещерные медведи были сопоставимы по размеру или больше, чем самые крупные современные медведи, достигая до 2 м (6,6 фута) в длину. [16] Средний вес самцов составлял от 350 до 600 кг (от 770 до 1320 фунтов), [17] в то время как самки весили от 225 до 250 кг (от 495 до 550 фунтов). [17] Из скелетов пещерных медведей в музеях 90% классифицируются как мужские из-за ошибочного представления о том, что женские скелеты были просто «карликами». Пещерные медведи становились больше во время оледенений и меньше во время межледниковий, вероятно, чтобы регулировать скорость потери тепла. [18]
Пещерные медведи последнего ледникового периода не имели обычных двух или трех премоляров, присутствующих у других медведей; чтобы компенсировать это, последний моляр очень удлинен, с дополнительными бугорками. [19] Плечевая кость пещерного медведя была похожа по размеру на кость белого медведя , как и бедренные кости самок. Однако бедренные кости самцов пещерных медведей имели больше сходства по размеру с бедренными костями медведей Кадьяка . [17]
Зубы пещерного медведя были очень большими и имели больший износ, чем у большинства современных видов медведей, что предполагает диету из жестких материалов. Однако клубни и другая зернистая пища, которые вызывают характерный износ зубов у современных бурых медведей, по-видимому, не составляли большую часть рациона пещерных медведей на основе анализа микроизноса зубов . [20] Документально подтверждено, что пещерные медведи потребляли семенные плоды. [21]
Морфологические особенности жевательного аппарата пещерного медведя, включая потерю премоляров, уже давно предполагаются как признак того, что их рацион питания демонстрирует более высокую степень травоядности, чем у евразийского бурого медведя . [4] Действительно, на основе морфологии зубов был сделан вывод об исключительно вегетарианской диете. [5] Результаты, полученные на стабильных изотопах костей пещерного медведя, также указывают на преимущественно вегетарианскую диету, имея низкие уровни азота-15 и углерода-13 , которые накапливаются быстрее у плотоядных животных, в отличие от травоядных. [22] [23]
Однако некоторые данные указывают на периодическое включение животного белка в рацион пещерного медведя. Например, следы зубов на останках пещерного медведя в районах, где пещерные медведи являются единственными зарегистрированными потенциальными плотоядными животными , указывают на периодическое каннибалистическое поедание падали, [24] [25] возможно, у особей, которые умерли во время спячки, а анализ микроизноса зубов показывает, что пещерный медведь мог питаться большим количеством костей, чем его современник, более мелкий евразийский бурый медведь. [26] Модели микроизноса зубов коренных зубов пещерного медведя с северо-востока Пиренейского полуострова показывают, что пещерные медведи могли потреблять больше мяса в дни и недели, предшествовавшие спячке. [27] Кроме того, останки пещерного медведя из оазиса Пештера-ку на юго-западной оконечности румынской части Карпатских гор имели повышенный уровень азота-15 в костях, что указывает на всеядную диету, [23] [28] [29] хотя эти значения находятся в пределах значений, обнаруженных для строго травоядного мамонта . [30] Одно изотопное исследование пришло к выводу, что пещерные медведи демонстрируют всеядные привычки, схожие с привычками современных бурых медведей. [31]
Хотя в настоящее время преобладающее мнение заключается в том, что пещерные медведи были в основном травоядными, и в большей степени, чем любой современный вид рода Ursus , [32] все больше доказательств указывают на всеядность рациона, основанную как на региональной изменчивости изотопного состава костных останков, указывающей на пластичность рациона, [23] [28] так и на недавней переоценке краниодентальной морфологии, которая помещает пещерного медведя прямо среди всеядных современных видов медведей относительно его черепа и формы зубов. [33]
Смерть во время спячки была обычным концом для пещерных медведей, в основном постигая особей, которые экологически не справлялись в летний сезон из-за неопытности, болезни или старости. [34] Некоторые кости пещерных медведей показывают признаки многочисленных заболеваний, включая сращение позвонков , опухоли костей , кариес , резорбцию зубов , некроз (особенно у молодых особей), остеомиелит , периостит , рахит и камни в почках . [15] Также есть свидетельства того, что пещерные медведи страдали туберкулезом. [35] Скелеты самцов пещерных медведей были найдены со сломанной бакулой , вероятно, из-за драк во время сезона размножения. [34] Продолжительность жизни пещерных медведей неизвестна, хотя было подсчитано, что они редко превышали двадцатилетний возраст. [36] Палеонтологи сомневаются, что у взрослых пещерных медведей были какие-либо естественные хищники, за исключением волков , охотящихся стаями, и пещерных гиен , которые, вероятно, нападали на больных или немощных особей. [36] Считается, что пещерные гиены ответственны за разъединение и разрушение некоторых скелетов пещерных медведей. Такие большие туши были оптимальным источником пищи для гиен, особенно в конце зимы, когда еды было мало. [37] Наличие полностью сочлененных скелетов взрослых пещерных львов глубоко в логовах пещерных медведей указывает на то, что львы могли иногда заходить в логова, чтобы охотиться на спящих пещерных медведей, и некоторые из них погибали при попытке сделать это. [38]
Ареал обитания пещерного медведя простирался по всей Европе; от Испании [39] и Британских островов на западе, [32] Бельгии, [40] Италии , [41] частей Германии , [42] Польши , [43] Балкан , [44] [45] Румынии , [46] Грузии и частей России , [47] включая Кавказ ; и северного Ирана . [48] Никаких следов пещерных медведей не было найдено на севере Британских островов, в Скандинавии или странах Балтии , которые в то время были покрыты обширными ледниками . Наибольшее количество останков пещерных медведей было найдено в Австрии , Швейцарии , северной Италии, северной Испании, южной Франции и Румынии, что примерно соответствует Пиренеям, Альпам и Карпатам. Огромное количество костей, найденных в южной, центральной и восточной Европе, заставило некоторых ученых думать, что в Европе когда-то могли быть стада пещерных медведей. Другие, однако, указывают на то, что, хотя в некоторых пещерах и находятся тысячи костей, они накапливались в течение 100 000 лет или более, поэтому для объяснения такого большого количества достаточно всего двух смертей в пещере в год. [36]
Пещерный медведь обитал в низких горных районах, особенно в регионах, богатых известняковыми пещерами. Они, по-видимому, избегали открытых равнин, предпочитая лесистые или лесные опушки. [36]
В период с 1917 по 1923 год Эмиль Бехлер раскопал пещеру Драхенлох в Швейцарии. В ходе раскопок было обнаружено более 30 000 скелетов пещерных медведей. Также был обнаружен каменный сундук или цист , состоящий из низкой стены, построенной из известняковых плит около стены пещеры с несколькими черепами медведей внутри. Также был найден череп пещерного медведя с бедренной костью другого медведя, застрявшей внутри. Ученые предположили, что это доказательство доисторических человеческих религиозных обрядов с участием пещерного медведя, или что на пещерных медведей Драхенлох охотились как часть охотничьего ритуала, или что черепа хранились в качестве трофеев. [49] В книге «Археология, религия, ритуал» (2004) археолог Тимоти Инсолл решительно сомневается, были ли находки Драхенлоха в каменном цисте результатом человеческого взаимодействия. Инсолл утверждает, что доказательства религиозных практик с участием пещерных медведей в этот период времени «далеки от убедительности». Инсолл также утверждает, что сравнения с религиозными практиками с участием медведей, известными с исторических времен, недействительны. [50]
Аналогичное явление было обнаружено в Регурду, на юге Франции. Прямоугольная яма содержала останки по меньшей мере двадцати медведей, покрытые массивной каменной плитой. Останки неандертальца лежали неподалеку в другой каменной яме с различными предметами, включая плечевую кость медведя , скребок, нуклеус и несколько отщепов, которые были интерпретированы как погребальные приношения.
Необычное открытие в глубокой камере пещеры Басура в Савоне , Италия, как полагают, связано с поклонением пещерному медведю, потому что там есть смутно зооморфный сталагмит, окруженный глиняными шариками. Считается, что он использовался неандертальцами для церемонии; медвежьи кости, разбросанные по полу, еще больше предполагают, что он, вероятно, имел какое-то ритуальное назначение. [51]
Переоценка ископаемых в 2019 году показала, что пещерный медведь, вероятно, вымер 24 000 лет назад. [52] Предполагается, что к вымиранию привел сложный набор факторов, а не один фактор. [53]
По сравнению с другими видами мегафауны , которые также вымерли во время последнего ледникового максимума, считалось, что у пещерного медведя был более специализированный рацион из высококачественных растений и относительно ограниченный географический ареал. Это было предложено в качестве объяснения того, почему он вымер так рано, чем остальные. [32] Некоторые эксперты оспаривают это утверждение, поскольку пещерный медведь пережил несколько изменений климата до вымирания. Кроме того, исследования митохондриальной ДНК показали, что генетическое снижение пещерного медведя началось задолго до его вымирания, что демонстрирует, что потеря среды обитания из-за изменения климата не была причиной. [53] Наконец, высокие уровни δ 15 N были обнаружены в костях пещерного медведя из Румынии , что указывает на более широкие диетические возможности, чем считалось ранее. [23]
Некоторые данные указывают на то, что пещерный медведь использовал только пещеры для спячки и не был склонен использовать другие места, такие как заросли , для этой цели, в отличие от более универсального бурого медведя . Такое специализированное поведение во время спячки могло бы привести к высокому уровню смертности зимой у пещерных медведей, которые не смогли найти доступные пещеры. Поэтому, по мере того, как популяция людей медленно увеличивалась, пещерный медведь столкнулся с сокращением подходящих пещер и медленно исчез до вымирания, поскольку и неандертальцы, и анатомически современные люди искали пещеры в качестве жилых помещений, лишая пещерного медведя жизненно важной среды обитания. Эта гипотеза изучается с 2010 года [обновлять]. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Molecular Biology and Evolution , радиоуглеродное датирование ископаемых останков показывает, что пещерный медведь перестал быть многочисленным в Центральной Европе около 35 000 лет назад. [54]
Помимо изменения окружающей среды, охота человека также была связана с окончательным вымиранием пещерного медведя. [55] В 2019 году результаты широкомасштабного исследования 81 образца костей (в результате которого было получено 59 новых последовательностей) и 64 ранее опубликованных полных митохондриальных геномов митохондриальных останков ДНК пещерного медведя, найденных в Швейцарии, Польше, Франции, Испании, Германии, Италии и Сербии, показали, что популяция пещерного медведя резко сократилась, начиная примерно с 40 000 лет назад в начале ориньякского периода , что совпало с появлением анатомически современных людей. [56] [57] Был сделан вывод, что охота человека и/или конкуренция сыграли важную роль в их упадке и окончательном исчезновении, и что изменение климата, вероятно, не было доминирующим фактором. [57] В исследовании мтДНК пещерного медведя Испании было обнаружено, что каждая пещера, используемая пещерными медведями, содержит почти исключительно уникальную линию близкородственных гаплотипов, что указывает на поведение возвращения домой для родов и спячки. Вывод этого исследования заключается в том, что пещерные медведи не могли легко колонизировать новые места, конкурируя с людьми за эти ресурсы. [58]
Некоторые отвергают чрезмерную охоту со стороны людей , поскольку в то время популяция людей была слишком мала, чтобы представлять серьезную угрозу выживанию пещерного медведя. Однако эти два вида могли конкурировать за жизненное пространство в пещерах. [36] [53] Пещера Шове содержит около 300 «медвежьих дупел», созданных спячкой пещерного медведя. [59] В отличие от бурых медведей, пещерные медведи редко представлены в наскальных рисунках, что привело некоторых экспертов к мысли, что пещерного медведя могли избегать охотники-люди [60] или их предпочтения в среде обитания могли не совпадать. Палеонтолог Бьорн Куртен выдвинул гипотезу, что популяции пещерных медведей были раздроблены и находились в состоянии стресса еще до появления ледников. [36] Популяции, живущие к югу от Альп, возможно, прожили значительно дольше. [32]