Czy drapieżnik może być wegetarianinem – badania nad plejstoceńskim niedźwiedziem jaskiniowym

Spokojny domator, od czasu do czasu zmuszany do wrestlingu bez żadnych zasad. Zapalony wegetarianin, za co zapłacił najwyższą cenę. Obiekt kultu, którego zapach można było wyczuć z wielu kilometrów. O plejstoceńskim niedźwiedziu jaskiniowym zamieszkującym Jaskinię Niedźwiedzią w Kletnie – bo to o nim mowa – rozmawiamy z dr. hab. Adrianem Marciszakiem, prof. UWr.

Ewelina Kośmider: Artykuł “Fate and preservation of the Late Pleistocene cave bears from Niedźwiedzia Cave in Poland, through taphonomy, pathology, and geochemistry” opublikowany w “Scientific Reports”, którego jest Pan współautorem, prezentuje interdyscyplinarne badania nad populacją niedźwiedzia jaskiniowego Ursus spelaeus ingressus, zamieszkującego Jaskinię Niedźwiedzią.

dr. hab. Adrian Marciszak, prof. UWr, Zakład Paleozoologii, WNB UWr: Jaskinia Niedźwiedzia jest  modelowym przykładem tego, jak można prowadzić interdyscyplinarne badania. Już od jej odkrycia w latach 1966-67 te badania mają taki charakter – obejmują całą gamę różnego rodzaju analiz. Plejstoceński niedźwiedź jaskiniowy żył w określonym środowisku,  więc w badania oprócz paleozoologów, którzy analizowali stan, morfologię, uzębienie niedźwiedzi, są także zaangażowani geolodzy, którzy nam tłumaczą, jakie procesy wpłynęły na samo powstanie i ukształtowanie jaskini. Mamy naukowców badających izotopy, które pozwalają nam odpowiedzieć na pytania co niedźwiedzie jadły, jakie było środowisko ich życia, jaki był klimat. Bardzo ważne są badania palinologiczne, ponieważ wiele roślin, które dzisiaj występuje, rosło również w okresie plejstoceńskim. Niedźwiedź jaskiniowy był gatunkiem prawie wyłącznie roślinożernym, stąd bardzo silny wpływ miała na niego wegetacja. Mamy też osoby zajmujące się badaniami tafonomicznymi, czyli czytaniem śladów z kości zwierząt. Z analiz tafonomicznych możemy dowiedzieć się, jaka była przyczyna i charakter obrażeń widocznych na kościach, a dzięki temu wysnuć tezę o tym, co się z danym zwierzęciem działo. No i oczywiście badania genetyczne, które nam pozwalają stwierdzić, kiedy to zwierzę przyszło na dany teren, jacy byli jego przodkowie, jaka była dynamika populacji, jak ona ewoluowała?

Na czym polegają badania izotopowe?

Zwierzę zjadając pokarm, akumuluje w swoich kościach czy szkliwie różne proporcje węgla i azotu. Badając podstawowe proporcje tych pierwiastków, można dowiedzieć się czy zwierzę było bardziej roślinożerne, czy mięsożerne. W przypadku niedźwiedzia jaskiniowego mamy wyraźne potwierdzenie tego, co już wiemy z innych stanowisk europejskich czy azjatyckich, że niedźwiedzie jaskiniowe w 99% były roślinożerne, co jak na tak duże drapieżniki jest wyjątkowe. W okresie „prosperity”, kiedy okres wegetacyjny był długi, było to dla niego bardzo korzystne. Natomiast w momencie zmiany klimatu, pojawienia się konkurencji w postaci innych roślinożerców, okazało się, że to jest mankament. Niedźwiedź jaskiniowy prowadził bardziej osiadły tryb życia i nie podejmował wędrówek na tak duże odległości jak niedźwiedź brunatny, a jednocześnie, bazując na jednym rodzaju pokarmu, był ograniczony.

Czyli to właśnie wegetarianizm niedźwiedzia jaskiniowego był przyczyną wyginięcia tego gatunku?

Przyczyną była specjalizacja w stronę wegetarianizmu, ale też konkurencja ze strony niedźwiedzia brunatnego, z którym żył w jednym środowisku. A niedźwiedź brunatny to był taki przykład oportunisty totalnego – wszystko jadł, wszędzie żył. Miał dużą dostępność wysoko białkowego pokarmu zwierzęcego i konkurował z niedźwiedziem jaskiniowym o jaskinie. Samce niedźwiedzia brunatnego zjadały młode niedźwiedzia jaskiniowego, a także zabijały dorosłe osobniki. A kiedy samiec brunatnego się najadł i wyspał w Jaskini Niedźwiedziej, zabierał się za „inne sprawy”, dochodziło do krzyżowania się tych dwóch gatunków. Niestety niezgodność genetyczna była na tyle duża, że młode, które powstawały z takich relacji nie dożywały dorosłości. Po dwóch, trzech latach padały z powodu wad genetycznych.

Wcześniej istniały hipotezy, że to człowiek pierwotny był zagrożeniem dla niedźwiedzia jaskiniowego, ale Państwa badania tego nie potwierdziły?

Jeśli chodzi o niedźwiedzia jaskiniowego, to rola człowieka w jego wyginięciu jest mimo wszystko niebagatelna. Jednakże w Jaskini Niedźwiedziej, czy generalnie w jaskiniach wschodnich Sudetów, nie znaleziono bezpośredniego potwierdzenia obecności człowieka. Wiemy, że on tam był, bo są stanowiska archeologiczne, nie znaleziono natomiast szczątków ludzkich. W wyniku badań nie znaleźliśmy również ani jednego dowodu na to, że człowiek zostawił jakieś ślady cięć, miażdżenia czy uderzeń na niedźwiedziu jaskiniowym. W jaskiniach na terenie Niemiec, chociażby na Szwabskiej Jurze, odnaleziono kręgi niedźwiedzi z wbitymi w nie ostrzami lub fragmentami ostrzy kamiennych. Przez długi czas na podstawie niektórych znalezisk z Jaskini Niedźwiedziej, chociażby czaszki młodej niedźwiedzicy z dwoma  otworami w przedniej części, funkcjonowało przeświadczenie, że wiele obrażeń niedźwiedzi było zadanych ręką człowieka. Nasza analiza tafonomiczna wykazała jednak, że są to prawdopodobnie ślady po ugryzieniu kłów lwa lub niedźwiedzia stepowego (brunatnego). Na czaszce są jeszcze liczne poprzeczne, płytsze cięcia. Było to interpretowane jako filetowanie przez człowieka. Jednakże  najprawdopodobniej są to pozostałości po pazurach, które lew czy niedźwiedź brunatny wbił w niedźwiedzia jaskiniowego starając się złapać go za głowę i przytrzymać, żeby go następnie ugryźć w kręgosłup .

Doszliście do tego porównując tę czaszkę ze stanowiskami z innych miejsc?

Tak, tego typu porównania robi się w ten sposób, że po pierwsze odnosimy się do współczesnych zachowań zwierząt, czasem wykonuje się także doświadczenia na kościach, które się tnie. Robi się także porównania z innymi stanowiskami. Mamy znaleziska również z terenu Polski, gdzie oddziaływania człowieka są ewidentne, mówi się o przypadku kultu niedźwiedzia: są wyraźne ślady piłowania, cięcia, rąbania kości niedźwiedzi. Przykładowo w jaskiniach na Jurze Krakowsko-Częstochowskiej, chociażby Jaskinia w Górach Towarnych czy stanowisko Kraków Spadzista, gdzie też są ślady niedźwiedzia z wyraźnymi cięciami.

Niedźwiedzie jaskiniowe nie były okazami zdrowia, trapiły je liczne choroby jak osteoporoza, grzybica, choroby kręgosłupa i gruźlica. To wszystko można zbadać właśnie poprzez analizę paleopatologiczną?

Dokładnie tak, to wszystko widać w kościach. Mamy bardzo dużo przykładów różnego rodzaju zwyrodnień na stawach, kościach śródręcza, paliczkach, kościach długich, które ewidentnie pokazują, że populacja z Jaskini Niedźwiedziej w Kletnie nie była zdrową populacją. Wpływ na to na pewno w znacznym stopniu miał surowy klimat Sudetów oraz duża wilgotność jaskini. Mamy bardzo wysoką śmiertelność osobników młodocianych. Dzisiaj niedźwiedź brunatny w środowisku żyje średnio od 20 do 30 lat. Średnia długość życia niedźwiedzi jaskiniowych, jak obliczono, wynosiła 8-10 lat, a powinna być dwukrotnie dłuższa. Bardzo zaniżają ją osobniki młodociane. Mamy dziesiątki tysięcy kości młodych osobników, które z jednej strony ginęły w czasie hibernacji, kiedy to samica nie miała pokarmu, a z drugiej z powodu złych warunków klimatycznych czy środowiskowych. Przyczyną śmierci były też prawdopodobnie ataki drapieżników: lwów i wilków.

Jak wyglądało życie tego zwierzęcia począwszy od narodzin do śmierci? Większość życia spędzał w jaskini, w której się urodził?

Tak. Był przywiązany do swojego miejsca urodzenia. Te niedźwiedzie bardzo rzadko migrowały, jeśli już, to zwykle tylko samce. Żyły i umierały w tej samej dolinie, ewentualnie w pobliżu. Zaczynało się tak jak zawsze: spotkaniem samca z samicą. Krótki okres godowy liczący trzy tygodnie. Samica rodziła w okresie zimowym. Po kilkumiesięcznej ciąży rodziło się zwykle od dwóch do trzech młodych. Niedźwiedzie pierwsze miesiące spędzały z mamą w gawrze, wychodziły w okolicach kwietnia, gdy ruszała wegetacja. Pierwsze lata życia spędzały razem z matką. Niedźwiedzie jaskiniowe ogółem żyły nie tyle w stadach, co w takich luźnych komunach. Gromadziły się w jednej jaskini, szczególnie na okres hibernacji, co miało zwiększać ich bezpieczeństwo. Życie niedźwiedzi było podzielone na dwie fazy, czyli pół roku hibernacji i pół roku (od kwietnia do października) intensywnego żerowania – samce przed zimą mogły ważyć nawet tonę. W jaskiniach na okres hibernacji starały się wybierać miejsca trudniej dostępne, co mogło skończyć się zaklinowaniem. Ich życie nie było zbyt dynamiczne, to było – w przeciwieństwie chociażby do niedźwiedzia brunatnego – spokojne życie domatora.

Jakie jeszcze były różnice pomiędzy niedźwiedziem brunatnym a jaskiniowym?

Podstawowa różnica, była taka że niedźwiedź brunatny miał płaskie czoło, a jaskiniowy wypukłe. Żyjąc w jaskiniach, niedźwiedź jaskiniowy wdychał znacznie zimniejsze i bardziej wilgotne powietrze, więc potrzebował dużych zatok, żeby mu to powietrze ocieplały. Niedźwiedź jaskiniowy miał proporcjonalnie mniejszą liczbę zębów, były znacznie większe, szersze i płaskie, aby łatwiej mógł trzeć pokarm roślinny. Miał też większą głowę w stosunku do rozmiarów ciała i  był bardziej beczułkowatej budowy. Wynikało to z tego, że jedząc pokarm roślinny, produkował bardzo dużą ilość gazów i wiecznie chodził napuchnięty. Takie stado śpiących kilkudziesięciu, kilkuset niedźwiedzi można było wyczuć nawet z trzydziestu kilometrów.

Aż tyle ich tam mieszkało jednocześnie?

Znając dzisiejszą wielkość Jaskini Niedźwiedziej i wiedząc, że ma ponad pięć kilometrów, to w jednym czasie mogło ją zamieszkiwać dwieście, trzysta osobników. Mówimy o dorosłych niedźwiedziach rozlokowanych w różnych partiach jaskini. One żyły z jednej strony w luźnej gromadzie, ale z drugiej samotnie, bez większej nadziei na pomoc innych osobników w razie ataku. To była raczej taka komuna, niż społeczeństwo. Nie było nawet pełnej rodziny, tylko samica i młode. Samiec nie poczuwał się do swoich powinności ojcowskich, bo często jest tak, że samica ma więcej partnerów w okresie godowym niż jeden i tak samo samiec ma więcej partnerek, więc nawet nie ma pewności czy to jego potomstwo. Niedźwiedź jaskiniowy był mniej agresywny niż pozostałe gatunki, ale bardzo duży –  samica ważyła 300-500 kilogramów, samiec od 500-600 kilogramów do 1 tony. Zatem nie miał zbyt wielu przeciwników, bo nawet lew czy człowiek musiał dwa razy pomyśleć, żeby takiego dorosłego niedźwiedzia zaatakować.

Ale napaści ze strony innych drapieżników, jak Państwo piszecie w artykule, choć może nie były racjonalne, to się zdarzały?

Zwykle ataków dokonywały duże dorosłe samce lwów, które mogły sobie z niedźwiedziem poradzić.  Jednakże konfrontacje często kończyły się obrażeniami lub śmiercią lwa – w Jaskini Niedźwiedziej mamy sporo szczątków samców lwów.

Analiza paleopatologiczna, którą Państwo przeprowadzaliście polegała na badaniu skamieniałych tkanek niedźwiedzi. Znaleźliście zapalenia i ropnie, które powstały na skutek ataków innych drapieżników. Takie zapalenia świadczą o tym, że niedźwiedzie nie umierały od razu po potyczce, tylko po jakimś czasie w wyniku infekcji?

Tak było we wspomnianym przeze mnie wcześniej przypadku młodej niedźwiedzicy, opisanym przez naszych kolegów, który my uzupełniliśmy o interpretację. Wyjaśnię jak lwy polowały na niedźwiedzie. Niedźwiedź nie jest typową zdobyczą dla dużego kota, ponieważ kot zabija w ten sposób, że przewraca bawoła czy antylopę, chwyta za gardło i dusi. Zwierzę kopytne, przewrócone, nie jest w stanie walczyć, zostaje obezwładnione przez lwa. Natomiast niedźwiedź ma bardzo mobilne łapy z potężnym pazurami i jeśli lew chciałby w ten sposób udusić niedźwiedzia, to niedźwiedź mógłby go zabić. Z tego powodu lew starał się chwycić niedźwiedzia przednimi łapami za głowę, ugryźć przy podstawie czaszki pomiędzy pierwszym a piątym kręgiem szyjnym i w ten sposób go uśmiercał.  Wszystko działo się w ciemności. To był totalny wrestling, bez żadnych zasad. Ta młoda samica, której szczątki zanalizowaliśmy, została napadnięta przez lwa i ugryziona bardzo głęboko. Niedźwiedzica przeżyła, ale w organizmie pojawił się stan zapalny. Rany goiły się kilka tygodni, ale ostatecznie zwierzę padło, najprawdopodobniej w wyniku tego zakażenia.

Jak długo niedźwiedzie używały jaskini w Kletnie?

Niedźwiedzie jaskiniowe użytkowały daną jaskinię długo, w przypadku Jaskini Niedźwiedziej było to 50-60 tysięcy lat.

Kiedy i dlaczego wyginęły?

Już około 30-28 tysięcy lat temu niedźwiedzie jaskiniowe zaczynają zanikać na terenie Hiszpanii i na Wyspach Brytyjskich. To samo obserwujemy nieco później na pozostałym obszarze Europy – w czasach zimnego reżimu klimatycznego i ograniczonej wegetacji niedźwiedzie mają trudniejszy dostęp do pokarmu, co się przekłada na mniejszy sukces rozrodczy. Samice mają mało mleka, młode częściej giną. Na to nakłada się większa presja ze strony drapieżników i człowieka. Jest mniej innych potencjalnych ofiar, więc drapieżniki koncentrują się na niedźwiedziach. I to wszystko powoduje, że te populacje zaczynają się zmniejszać. W wielu okolicach nie ma wymiany genetycznej, więc tworzy się chów wsobny. Stąd też ostatnie niedźwiedzie jaskiniowe to często osobniki karłowate, które często niektórzy niesłusznie uważają za osobne gatunki. No i przychodzi nam Last Glacial Maximum, czyli bardzo długi okres bardzo zimnego klimatu po którym już niedźwiedzia jaskiniowego na terenie Europy praktycznie nie spotykamy. Najmłodsze osobniki datujemy na 24-23,5 tysiąca lat. Jeśli niedźwiedź jaskiniowy potrafiłby dostosować się do zmieniających się warunków środowiska, to być może by przetrwał. Tak jak niedźwiedź brunatny, który w momencie ocieplenia klimatu w holocenie – kiedy kończą się stada wielkich kopytnych, czyli łatwa dostępność białka – po prostu zmniejszył swoje rozmiary i dziś możemy spotkać go w Karpatach.

#necrobook #niedzwiedzie #paleontologia