Ученые определили, что по заполнению древних нор слепышей — грызунов, ведущих подземный образ жизни, — можно определить, как в прошлом менялись климат и растительность в степях. С помощью комплексной методики авторы обнаружили в норах слепышей на территории Белгородской области хорошо сохранившуюся пыльцу растений возрастом до нескольких тысяч лет. Благодаря данным о пыльце авторы планируют проследить, как в исследуемом регионе в древности менялись ландшафты. Новый подход может использоваться во всех регионах Евразии и Северной Америки, где живут схожие роющие млекопитающие. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) опубликованы в журнале Geoderma Regional.
Понять, как менялись растительность, ландшафты и климат в прошлом, можно с помощью древней пыльцы. Ученые определяют, растениям из каких семейств и родов она принадлежала, и делают выводы о том, какая окружающая среда была в тот или иной период времени. Обычно пыльца хорошо сохраняется в отложениях болот и озер, поэтому восстанавливать историю территорий с большим количеством водоемов оказывается довольно просто. Однако в степях и лесостепях Восточной Европы болота и озера встречаются довольно редко, поэтому приходится искать пыльцу в других местах, например, в древних почвах, погребенных под курганами и археологическими памятниками. Такие объекты редки и расположены крайне неравномерно, поэтому общая картина ландшафтных изменений в регионе складывается лишь фрагментарно.
Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Белгородского государственного национального исследовательского университета (Белгород) с коллегами предложили использовать почвенное заполнение древних нор млекопитающих, ведущих подземный образ жизни, в качестве источника древней пыльцы.
По архивным материалам авторы выбрали территории в Белгородской области, почвы на которых не распахивались как минимум последние 200–300 лет. На пяти таких участках исследователи проанализировали почвенные разрезы глубиной 160–170 сантиметров и определили стратиграфию отложений (из каких слоев они состоят). В почвенных разрезах ученые нашли «слепышины» — норы роющих грызунов слепышей, заполненные более темной, по сравнению с окружающим материалом, почвой.
Исследователи разработали методику отбора и анализа содержимого нор слепышей. Хотя такие структуры повсеместно встречаются в почвенных разрезах, не каждая слепышина подходит для палеоэкологических реконструкций. Авторы выбирали норы по глубине их залегания, цвету, однородности, а также ориентации ходов в почве. Слепышины, удовлетворяющие поставленным авторами требованиям, были включены в анализ.
«Слепышины — хорошее "хранилище" для пыльцы, поскольку в них процессы разложения органических веществ, по сравнению с окружающей почвой, значительно замедляются. В результате пыльца в таких "мини-архивах" сохраняется лучше, чем в почвах, где она быстро разрушается из-за высокой микробной активности и перемешивается. Это позволяет реконструировать динамику растительности и климата на основе спорово-пыльцевого анализа в условиях, где другие методы не работают», — объясняет руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Юрий Чендев, доктор географических наук, профессор кафедры природопользования и земельного кадастра Белгородского государственного национального исследовательского университета.
Авторы отобрали 21 образец внутреннего содержимого слепышин и выделили из них пыльцевые зерна. Пыльцу проанализировали под микроскопом и с помощью ботанических определителей идентифицировали, каким таксонам растений она принадлежит. Всего в слепышинах ученые обнаружили 38 пыльцевых типов, относящихся к разным семействам, родам и видам. В поверхностных почвах разнообразие оказалось ниже: здесь было обнаружено 33 таксона. В образцах из слепышин преобладали пыльцевые зерна полыни, астровых и цикориевых, а также была выше доля пыльцы древесных растений, в том числе широколиственных.
«Предложенный подход можно использовать для реконструкции растительности и климата степной и лесостепной зон. Вскоре мы планируем определить абсолютный возраст исследованных образцов с помощью радиоуглеродного датирования. Это позволит привязать изменения растительности к конкретным периодам и связать их с климатическими событиями последних тысячелетий», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Валерий Пименов, аспирант кафедры экологии и географии растений биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
В исследовании принимали участие сотрудники Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск) и Университета Оттавы (Канада).
