Материалы к изучению фауны грызунов и пищух позднеледниковья и раннего голоцена на Среднем Урале Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Биологические науки

19

МАТЕРИАЛЫ К ИЗУЧЕНИЮ ФАУНЫ ГРЫЗУНОВ И ПИЩУХ ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЬЯ И РАННЕГО ГОЛОЦЕНА НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

© Улитко А.И.* *, Кузьмина Е.А.*,

Смирнов Н.Г.*, Лукиян А.С.*

ФГБУН Институт экологии растений и животных УрО РАН, г. Екатеринбург

В работе приводятся новые данные по фауне грызунов и пищух финала позднего плейстоцена и раннего голоцена, собранных из отложений внутренней части пещеры Дыроватый Камень в долине р. Серги на Среднем Урале. На основе анализа 1289 щечных зубов из 2-х элементарных фаун, возрастом 10-11 тысяч лет назад, диагностировано 15 таксонов мелких млекопитающих, принадлежащих к отрядам Rodentia и Lagomorpha. Впервые для данного местонахождения отмечены находки 3 видов - хомячок Эверсманна, сурок-байбак и желтая пеструшка. В структуре сообществ основным доминантом являлась узкочерепная полевка, содоминанты - степная пеструшка, копытный лемминг и полевка-экономка, а ядро сообществ составляли виды степной, тундровой и околоводной групп. Показано место изучаемых элементарных фаун в ряду описанных фаун мелких млекопитающих в период плей-стоцен-голоценового перехода на Среднем Урале, соответствующих типичному гиперборейному комплексу млекопитающих.

Ключевые слова фауна, грызуны, пищухи, поздний плейстоцен, голоцен, Средний Урал, динамика сообществ.

Для исследований в области истории формирования современной фауны млекопитающих необходимо иметь ряд последовательных локальных фаун, характеризующих разные этапы их развития в позднем плейстоцене и голоцене. При изучении локальной фауны отдельного временного промежутка раскрывается комплекс вопросов, связанных с составом, структурой, зональной приуроченностью обнаруженных таксонов, а также типологией фаун и их динамикой во времени.

В данной работе представлены новые данные по изучению состава и структуры ископаемых фаун мелких млекопитающих на временном отрезке позднеледниковье - ранний голоцен на Среднем Урале. В это время происходили резкие природно-климатические изменения, характеризующиеся

* Старший инженер лаборатории палеоэкологии.

* Научный сотрудник лаборатории палеоэкологии, кандидат биологических наук.

* Заведующий лабораторией палеоэкологии, член-корр. РАН, доктор биологических наук, профессор.

* Выпускник кафедры Экологии УрФУ.

20

НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2015

общим потеплением и увеличением влажности. За относительно короткий период времени обширные территории, покрытые мамонтовыми степями, были заняты лесами из лиственницы, ели, березы и сосны [8]. В результате этого происходил распад гиперборейного фаунистического комплекса мамонтовых степей на фауны современных природно -климатических зон: тундровые элементы сместились на север, степные - на юг, а территория Среднего Урала оказалась занятой лесными массивами с соответствующей им фауной.

Ископаемые материалы получены в результате исследований во внутренней части пещеры Дыроватый Камень (56°32' с.ш., 59°15' в.д.), расположенной на правом берегу р. Серги, в Природном парке «Оленьи ручьи», Свердловской области. Пещера расположена в скальном комплексе девонских неслоистых известняков. Вход, шириной 4,2 м, высотой 12 м, - аркообразной формы, находится на высоте около 15 м над уровнем реки. Пещера, длиной 21,5 м, коридорного типа с наклоном во внутреннюю часть. Площадь рыхлых отложений поверхности пола около 40 кв.м. Исследования пещеры проводились в 1992 и 2001-2004 гг. лабораторией исторической экологии ИЭРиЖ УрО РАН с участием археологов из ИИиА УрО РАН.

Отложения основного раскопа состоят из 6 слоев и характеризуют различные временные отрезки позднего плейстоцена и голоцена [9]. Исследуемый материал по мелким млекопитающим, обсуждаемый в данной статье получен при раскопках внутри пещеры (квадрат К1) из верхней части слоя 4 (горизонты 6, 7, 8) мощностью до 120 см. Состав породы: темно-коричневый, буроватый суглинок с включением крупного и среднего известнякового щебня и отдельных глыб. Проанализированы элементарные фауны грызунов и пищух горизонта 6 (глубина от поверхности отложений -40-50 см) и горизонта 7 (глубина от поверхности отложений -50-60 см). Для этого слоя из квадрата К2, горизонт 8 (-60-70 см от поверхности отложений) из фракции костных остатков млекопитающих была получена радиоуглеродная дата - 10040±175 лет (СОАН-5136), что указывает на формирование отложений в конце позднеледниковья - начале голоцена.

Тафоценоз верхней части слоя 4, содержащих изучаемые элементарные фауны мелких млекопитающих, (горизонты 6 и 7), состоит, главным образом, из костных остатков крупных и мелких млекопитающих. Встречено также небольшое количество остатков птиц, рыб и единичные кости земноводных. Формирование тафоценоза происходило в основном за счет жизнедеятельности пернатых и четвероногих хищников, в меньшей мере за счет хозяйственной деятельности древнего человека. Из млекопитающих, кроме костных остатков грызунов и зайцеобразных, встречены рукокрылые, насекомоядные, хищные, копытные и хоботные [7].

Всего в работе исследовано 1289 определимых щечных зубов мелких млекопитающих: 448 зубов - из 6 горизонта, 841 зуб - из 7 горизонта. Опре-

Биологические науки

21

делено 15 таксонов, принадлежащих к двум отрядам Rodentia и Lagomorpha (табл. 1). В 6 горизонте обнаружено 11 таксонов, в горизонте 7-14.

Таблица 1

Доли остатков видов и степень доминирования грызунов из отложений внутренней части (квадрат К1) пещеры Дыроватый Камень (Средний Урал)

Вид Горизонт 7, квадрат К1, -50-60 см Горизонт 6, квадрат К1, -40-50 см

Доля остатков Степень домини- рования* Доля остатков Степень домини- рования

Тундростепные

1 \Microtus gregalis — узкочерепная полевка | 30,54 | Д | 33,6 | Д

Степные

2 Ochotona pusilla — пищуха степная 0,42 Р 2,40 О

3 Marmota cf. bobak — степной сурок 0,42 Р - -

4 Cricetulus migratorius — серый хомячок 5,40 О - -

5 Allocricetulus eversmanni — хомячок Эверсманна 0,42 Р - -

6 Lagurus lagurus — степная пеструшка 16,30 М 11,2 М

Итого: 22,96 13,6

Тундровые

7 Dicrostonyx sp. — копытный лемминг 17,57 М 21,6 М

8 Lemmus cf. sibiricus — сибирский лемминг 2,09 О 1,60 О

Итого: 19,66 23,2

Полупустынные

9 \Eolagurus luteus — желтая пеструшка | - | - | 1,60 | О

Лесные

10 Clethrionomys ex gr. rutilus-glareolus - полевки из группы красная-рыжая 5,02 О 1,60 О

11 C.rufocanus — красно-серая полевка 2,90 О 2,40 О

12 Microtus agrestis - темная полевка 1,70 О - -

Итого: 9,62 4

Луговые

13 \M. ex gr. arvalis - полевка из группы обыкновенная | 0,84 | Р | 4,80 | О

Околоводные

14 Arvicola terrestris - водяная полевка 1,70 О 1,60 О

15 M. oeconomus - полевка-экономка 14,64 М 17,6 М

Итого: 16,34 19,2

Всего определено щечных зубов: 841 448

Всего обнаружено таксонов: 14 11

Примечание: * Обозначения степени доминирования: Д - доминант (30 и более %), М -многочисленный (10-29,9 %), О - обычный (1-9,9 %), Р - редкий (0,2-0,9 %).

Доминирующий вид в обеих элементарных фаунах - узкочерепная полевка, а степная пеструшка, копытный лемминг и полевка-экономка - содоминанты, т.е. многочисленные виды. К обычным видам относятся: сибир-

22

НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2015

ский лемминг, лесные полевки рода Clethrionomys, и водяная полевка. Два таксона - обыкновенная полевка и степная пищуха - отмечены как обычные виды в элементарной фауне 6 горизонта, в то время как в фауне горизонта 7 эти виды попадают в группу редких. Также, два обычных вида в элементарной фауне 7 горизонта, отсутствуют в фауне 6 горизонта - это темная полевка и серый хомячок. Подобная флуктуация может быть объяснена разницей в объеме выборки почти в два раза, т.е. в количестве проанализированных щечных зубов в исследуемых элементарных фаунах. По этой же причине в фауне горизонта 6 отсутствует группа редких видов и все обнаруженные таксоны принадлежат только трем группам - доминанты, содоминанты и обычные. Следует подчеркнуть, что в исследованных элементарных фаунах, впервые для пещеры Дыроватый Камень были обнаружены 3 новых вида, которые не были представлены в составе фаун основного раскопа - это хомячок Эверсманна, сурок-байбак и желтая пеструшка.

При сравнении с более ранней, позднеледниковой [10] фауной грызунов из этого местонахождения, (24 горизонт основного раскопа, средняя часть слоя 4), возраст которой составляет 14810 ± 130 (СОАН-5135) лет назад [7], видно, что при сохранении прежнего доминанта - узкочерепной полевки (42,86 %), содоминантом являлся Dicrostonyx sp. (29,34 %), а доля степной пеструшки (13,71 %) была заметно ниже (более, чем в 2 раза), чем у копытного лемминга [2]. В данной фауне зарегистрирован крупный суслик, а полевка-экономка - обычный вид (3,86 %). В целом такая фауна относится к «грегалисно-дикростониксному» типу.

Таблица 2

Смена типов фаун грызунов и мелких зайцеобразных в позднеледниковье - раннем голоцене из отложений пещеры Дыроватый Камень, р. Серга, Средний Урал

Временной период Позднеледниковье [2] Переход позднеледниковье - ранний голоцен (новые данные) Ранний голоцен [1, 3] Ранний голоцен [3]

Дата 14810±130 (СОАН-5135) 10040±175 (СОАН-5136) 9327±158 (ИЭМЭЖ-1072, ИЭРИЖ-185) -

Квадрат, Слой, горизонт Основной раскоп, слой 4, горизонт 24 Внутренняя часть, квадрат К1, верх слоя 4, горизонты 6, 7 Основной раскоп, слой 3, горизонты 11, 14 Основной раскоп, слой 3, горизонт 10

Тип фауны мелких млекопитающих* «грегалис но - дикро -стониксный» «грегалисно-дикросто- никсно-лагурусно-эко- номусный» «грегалисно-агрес- тисно-экономусный» «клетриономисно- грегалисно-агрес- тисный»

Примечание: * Типология проведена по доминирующим таксонам мелких млекопитающих.

Сравнение изучаемых материалов с раннеголоценовой фауной слоя 3 (горизонты 11, 14) основного раскопа пещеры Дыроватый Камень [3, 1], возраст которой 9327±158 (ИЭМЭЖ-1072, ИЭРИЖ-185), показало, что доминирующий вид здесь остался тот же - узкочерепная полевка, а в катего-

Биологические науки

23

рию многочисленных видов, попали лесной вид - пашенная полевка и полевка-экономка. Такой тип фауны можно описать как «грегалисно-агрестис-но-экономусный». Позднее фауны мелких млекопитающих обрели еще более «лесной» облик за счет доминирования группы лесных полевок (слой 3, горизонт 10, основной раскоп), а тип фауны можно обозначить как «клет-риономисно-грегалисно-агрестисный».

Таким образом, реконструированные для пещеры Дыроватый Камень на р. Серга степные виды - степная пищуха, хомячки Эверсманна и серый, степной сурок, степная пеструшка, а также полупустынный вид - желтая пеструшка, и тундровые виды - копытный и сибирский лемминги, обитали в долине реки Серги в позднеледниковье, 10-11 тысяч лет назад. Тундровая, степная и полупустынная группы видов в современном населении мелких млекопитающих региона отсутствуют, а состав значительно дополнен зональными лесными видами, включая древесные формы грызунов и антропогенными видами.

При анализе групп видов, выделенных по типу местообитаний, выявлено доминирование долей степной (ок. 23 %), тундровой (ок. 20 %) и околоводной (ок. 16 %) групп видов для элементарной фауны горизонта 7 (Таблица 1); и тундровой (23 %), околоводной (ок. 19 %), и степной (14 %) групп для элементарной фауны горизонта 6. Узкочерепная полевка в данной работе рассматривается как тундростепной вид. Такое соотношении тундровых и степных элементов (примерно 50 : 50) характеризует данные элементарные фауны как типичный гиперборейный комплекс мелких млекопитающих [4]. Распад зональной гиперборейной группировки мелких млекопитающих на Среднем Урале наметился уже позднеледниковье [5, 6], о чем по нашим материалам свидетельствует появление околоводной группы видов в составе ядра сообществ. В раннем голоцене доля лесных видов резко возрастает до более, чем 30 % [5] и зональные лесные элементы уже входят в состав ядра сообществ мелких млекопитающих (горизонты 10, 11, 14 основного раскопа пещеры Дыроватый Камень) (табл. 2).

Исследования проводятся в рамках гранта РФФИ №14-04-00120 и Проекта УрО РАН № 15-12-4-8.

Список литературы:

1. Изварин Е.П. Фауна мелких млекопитающих из раннеголоценовых отложений пещеры Дыроватый Камень на р. Серге // Проблемы глобальной и региональной экологии: Материалы конф. молодых ученых / ИЭРиЖ УрО РАН. - Екатеринбург: Изд-во «Академкнига», 2003. - С. 67-68.

2. Садыкова Н.О. Мелкие млекопитающие позднеледниковья из местонахождения Дыроватый Камень на р. Серге // Биота горных территорий: история и современное состояние. Материалы конф. молодых ученых / ИЭРиЖУрО РАН. - Екатеринбург: Изд-во «Академкнига», 2002. - С. 183-185.

24

НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2015

3. Смирнов Н.Г Мелкие млекопитающие Среднего Урала в позднем плейстоцене и голоцене. - Екатеринбург: УИФ «Наука», 1993. - 64 с.

4. Смирнов Н.Г. Зональное распределение млекопитающих в позднем валдае на Урале // Мамонт и его окружение: 200 лет изучения. - М.: ГЕОС, 2001. - С. 209-219.

5. Смирнов Н.Г., Кузьмина Е.А., Головачев И.Б., Фадеева Т.В. Узкочерепная полевка (Microtus greralis Pall.) в динамике зональных сообществ грызунов Северной Евразии // Экология. - 2007. - № 2. - С. 117-123.

6. Смирнов Н.Г., Косинцев П.А., Кузьмина Е.А., Изварин Е.П., Кропачева Ю.Э. Четвертичные млекопитающие на Урале // Экология. - 2014. - № 6. -С. 403-409.

7. Улитко А.И. Локальные фауны крупных млекопитающих из отложений пещеры Дыроватый Камень на реке Серга (Средний Урал) // Четвертичная палеозоология на Урале: сб. научных трудов. - Екатеринбург: Изд-во Урал.ун-та, 2003. - С. 185-192.

8. Хотинский Н.А. Следы прошлого ведут в будущее: Очерки палеогеографа. - М.: Мысль, 1981. - 160 с.

9. Широков В.Н., Улитко А.И. Многослойный археологический и палеонтологический памятник в пещере Дыроватый Камень на реке Серга (Средний Урал) // Охранные археологические исследования на Среднем Урале: Сб. ст.; Вып. 5. - Екатеринбург: Банк культурной информации, 2007. -С. 25-32.

10. Эволюция экосистем Европы при переходе от плейстоцена к голоцену (24-8 тыс. л. н.) / Отв. ред. А.К. Маркова, Т. Ван Кольфсхотен. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. - 556 с.