Faysal Bibi (Museum für Naturkunde, Berlin) i Juan L. Cantalapiedra (Uniwersytet Alcalá, Madryt) wykorzystali pomiary tysięcy skamieniałych zębów, aby zrekonstruować rozmiar i liczebność dużych ssaków afrykańskich (>15 kg) w ciągu ostatnich 10 milionów lat. Pomimo wielu niejasności wpływających na zachowanie zapisów kopalnych, badanie wykazało bardzo podobny związek między wielkością zwierzęcia a jego obfitością między społecznościami kopalnymi i istniejącymi, co wskazuje, że w zapisie kopalnym zachowane są również podstawowe procesy ekologiczne rządzące strukturą żywych społeczności.
Powyżej 45 kg naukowcy znaleźli dowody na zmniejszanie się liczebności wraz ze wzrostem wielkości, co jest zgodne z ekologiczną „regułą skalowania metabolicznego”, zgodnie z którą większe gatunki mają mniejszą gęstość populacji w porównaniu z mniejszymi. Odchylenie od przewidywanego wzorca ekologicznego polegało na tym, że ssaki o masie od ~15 do 45 kg były znacznie mniej liczne niż oczekiwano, zarówno w społecznościach żywych, jak i kopalnych. Zinterpretowali to jako sygnaturę siedlisk sawanny (gdzie małpy i małe antylopy żyjące w lasach są rzadkie).
Wielkie zaskoczenie pojawiło się, gdy naukowcy zbadali, jak zmieniały się rozkłady wielkości i obfitości w czasie. Odkryli, że wcześniejsze społeczności, starsze niż ~4 miliony lat temu, miały znacznie większą liczbę dużych osobników i większy udział całkowitej biomasy w większych kategoriach wielkości niż młodsze społeczności. Duża liczebność dużych osobników w tych skamieniałych społecznościach afrykańskich – z niektórymi pojedynczymi słoniami osiągającymi rozmiary powyżej 10 ton – nie ma sobie równych w dzisiejszych ekosystemach. Od tego czasu nastąpiła stopniowa utrata dużych osobników z zapisów kopalnych, co odzwierciedla długotrwały spadek różnorodności dużych ssaków późnego pliocenu i plejstocenu, co skutkuje zubożałymi i „zminiaturyzowanymi” społecznościami, które znamy dzisiaj.
Badanie potwierdza niedawne prace argumentujące za głębokimi starożytnościami strat afrykańskiej megafauny i kwestionujące pogląd, że upadek afrykańskiej megafauny był głównie spowodowany działalnością człowieka. Podczas gdy rozprzestrzenianie się ludzi na całym świecie w późnym plejstocenie i holocenie (ostatnie ~100 000 lat) zbiegło się z poważnym wyginięciem wielu dużych zwierząt, badania potwierdzają pogląd, że straty megafauny w Afryce rozpoczęły się znacznie wcześniej, około 4 milionów lat temu, i na długo przed tym, zanim ludzie nauczyli się skutecznie polować. Zamiast tego badanie podkreśla czynniki środowiskowe, takie jak długoterminowy spadek globalnych temperatur i ekspansja tropikalnych łąk, jako potencjalne przyczyny wymierania megafauny.
Badanie wykazało również, że utrata dużych osobników i restrukturyzacja rozmieszczenia biomasy w społecznościach dużych ssaków afrykańskich mogła być powiązana ze spadkiem produktywności pierwotnej. Wykorzystując ustaloną zależność między typami kształtów zębów ssaków (cechy morfologiczne) a produktywnością roślin (produktywność pierwotna netto), naukowcy obliczyli produktywność społeczności afrykańskich w przeszłości. Odkryli spadek produktywności o około dwie trzecie od późnego miocenu (> 5 milionów lat temu), co jest wzorcem obserwowanym na całym świecie, co mogło znacznie zmniejszyć pojemność dużych społeczności ssaków, prowadząc do zmniejszenia różnorodności i przyspieszonego wymierania dużych gatunek.
Badania otwierają nowe możliwości zrozumienia dynamiki ekosystemów i złożonych interakcji między osobnikami, gatunkami i ich środowiskiem. Analizując dane dotyczące liczebności skamielin i stosując podejście oparte na wielkości, naukowcy mogą uzyskać cenny wgląd w dynamikę ekologiczną leżącą u podstaw wymierania.
Publikacja tego artykułu naukowego stanowi ważny kamień milowy w naszym rozumieniu wymierania afrykańskich megafauny i restrukturyzacji ekosystemów w geologicznych skalach czasowych. Odkrycia Bibi i Cantalapiedra mogą pomóc w wysiłkach na rzecz ochrony przyrody i zwiększyć naszą zdolność przewidywania i zarządzania konsekwencjami utraty różnorodności biologicznej w obliczu zmian środowiskowych.