Mammuts in der Zeitmaschine

Veränderter Lebensraum

Was diesen Giganten einst den Garaus gemacht hat, schien lange unstrittig. Denn viele Knochenfunde weisen an Schädel oder Rippen Verletzungen auf, die ziemlich sicher von Speerspitzen herrühren. Weitere Erkenntnisse erbrachte die Analyse sogenannter Isotope, verschiedene Atomsorten des gleichen Elements, die sich in der Zahl der Neutronen unterscheiden. Ihre Verteilung in den Zähnen und Knochen von Menschen oder Tieren verrät Fachleuten noch nach Jahrtausenden viel über deren Lebensweise – jedes organische Material hat gewissermaßen einen „isotopischen Fingerabdruck“. Die Analysen zeigten, dass bei Steinzeitmenschen Mammutfleisch weit oben auf der Speisekarte stand. Hat der Homo sapiens also auch diese imposanten Rüsseltiere ausgerottet – so wie die Dodos, die einst in so großen Mengen am Spieß gegrillt wurden, dass es schließlich keine mehr gab?

Bei den Mammuts war es wohl komplizierter: Ein Forschungsteam unter Leitung der Universitäten Kopenhagen und Cambridge fand in einer umfangreichen DNA-basierten Untersuchung eine andere Erklärung für ihr Verschwinden. „Gemeinhin wird angenommen, dass Mammuts vor allem Gräser fraßen“, sagt Laura Epp, Umweltgenomikerin von der Universität Konstanz, die an einer vorherigen DNA-Studie beteiligt war. „Aber Gras allein ist wenig nahrhaft.“ Und Wollhaarmammuts erreichten eine Schulterhöhe von mehr als drei Metern und wurden bis zu acht Tonnen schwer. „Anhand von DNA-Analysen lässt sich nachweisen, dass ihr Lebensraum, die Mammut-Steppe, vielfältige Pflanzen enthielt – vor allem auch nährstoffreiche, krautige Pflanzen wie Klee.“ Dicke Schneeschichten machten ihnen zudem offenbar nichts aus. „Um an Futter zu gelangen, schaufelten sie diese mit ihren Stoßzähnen wohl einfach weg.“

Am Ende der letzten Eiszeit aber, vor rund 11.000 Jahren, kam es in weiten Teilen der Welt zu einem raschen Wandel der Lebensräume und Vegetation. Die Steppenlandschaften mit ihren Kräutern und Gräsern verschwanden. Das Klima wurde wärmer und feuchter. Seen, Sümpfe, Wälder und Moorlandschaften entstanden – und die Mammuts fanden kein geeignetes Futter mehr. „Auch ihr Körpergewicht wurde zum Problem“, sagt die Umweltgenomikerin. „Im sumpfigen Gelände sanken sie wahrscheinlich ständig ein.“

Mammuts waren in ganz Nordeurasien und Nordamerika verbreitet. · Foto: © Science Photo Library / A. James Gustafson

Die Insel-Mammuts

Eine kleine Population aber hat das Ende der letzten Eiszeit um Jahrtausende überlebt: ganz im Norden, auf der Wrangelinsel im Arktischen Ozean. Diese Mammuts wurden, als der Meeresspiegel anstieg, offenbar vom Festland abgeschnitten. Ein internationales Forschungsteam der Universitäten Tübingen und Helsinki sowie der Russischen Akademie der Wissenschaften hat die Isotopenzusammensetzung in ihren Knochen untersucht.

Die Werte der Individuen blieben auch nach der Eiszeit auf der Wrangelinsel stabil, stellten sie fest. „Wir fanden keine Hinweise darauf, dass die Tiere auf der Insel durch Futtermangel unter Stress geraten sein könnten“, so die Biogeologin Dorothée Drucker von der Uni Tübingen. Ganz anders als auf dem Festland. Warum aber letzlich auch diese Population – trotz offenbar unverändert günstiger Lebensbedingungen – vor rund 4.000 Jahren verschwand, wird noch erforscht. Erste Studien zeigten Erbgutveränderungen bei den Insel-Mammuts, vielleicht durch Inzucht ausgelöst. Zudem gibt es Hinweise, dass das Gestein auf der Insel immer stärker verwitterte. Das könnte die Qualität des Trinkwassers beeinträchtigt haben. „Es ist denkbar, dass die durch Inzucht und schlechtes Trinkwasser geschwächte Population am Ende allein aufgrund extremer Wetterereignisse sehr schnell ausgestorben ist“, sagt Drucker. Etwa durch einen starken Hitze- oder Kälteeinbruch.

Mammuts aus dem 19. Jahrhundert?

Vielleicht waren die Wrangelinsel-Mammuts aber gar nicht die Letzten ihrer Art? Ein Team um Laura Epp von der Uni Konstanz machte unlängst eine verblüffende Entdeckung in Sedimentproben aus zwei Seen von der Jamal-Halbinsel in Sibirien. „Wir wollten die dortige Rentierwirtschaft ab dem 19. Jahrhundert rekonstruieren“, erzählt sie. Doch als sie die Bohrkerne im Labor untersuchten, überwogen in den Sedimentschichten der letzten Jahrhunderte nicht – wie erwartet – die Überreste von Rentier-DNA, sondern Erbgutspuren von Mammuts.

Ein Messfehler lag nicht vor. Der Forscherin kam ein anderer Gedanke: 2013 hatten Kollegen aus Skandinavien gezeigt, dass Schnipsel von uralter DNA ausgestorbener Tiere in Bakterien eingelagert werden können und so wahrscheinlich Jahrtausende in lebenden Zellen, die immer wieder ihre DNA verdoppeln und sich teilen, überdauern. Doch bei solch einem Vorgang sollte immer wieder das gleiche Stück DNA in modernen Proben auftauchen, erklärt Laura Epp. Die Teilstückchen der Mammut-DNA von der Jamal-Halbinsel aber waren vielfältig und unterschieden sich von Probe zu Probe.

Knochenfunde zeugen von der letzten Mammutpopulation der Erde auf der Wrangelinsel. · Foto: © Love Dalén

Theoretisch könnten durch verunreinigtes Bohrgerät winzige Spuren von Mammut-DNA von anderen Fundorten in die erdgeschichtlich junge Sedimentschicht in Sibirien gelangt sein. Doch erneut Fehlanzeige. Die auf der Jamal-Halbinsel gesicherten DNA-Relikte stammen nachweislich von Tieren aus jener Region. Lebten also tatsächlich noch im frühen 19. Jahrhundert Mammuts in Sibirien?

Als die Forschenden das Alter einzelner tierischer und pflanzlicher Überreste in der Sedimentschicht genauer bestimmten, kamen sie zu einem anderen Schluss. „Offensichtlich hat die Natur viele Jahrtausende altes Material in junge Schichten eingebracht“, sagt Laura Epp. Ermöglicht wurde das wohl durch wiederholte Gefrier- und Auftauprozesse. „Auf der Jamal-Halbinsel kommt es generell zu außergewöhnlichen geologischen Prozessen“, sagt Epp. „Und die Sedimente sind weniger stabil als in den meisten Gebieten der Welt.“ Durch Auftau- und Verlagerungsprozesse wurde wahrscheinlich Material mit Mammut-DNA in die Seen eingespült und auf deren Grund abgelagert – was die Mammuts fälschlicherweise bis in die Neuzeit katapultierte.

Immerhin: Andere Studien legen tatsächlich nahe, dass einige Mammuts auch auf dem Festland zumindest das Ende der Eiszeit lange überlebt haben: Forschende der Universität Kopenhagen und der University of Cambridge zeigten anhand von DNA-Relikten, dass es im Taimyr-Gebiet, im Nordosten von Sibirien, wohl zumindest noch vor 6.000 Jahren – wenn nicht gar vor 4.000 Jahren – Mammuts gab. Und die geologischen Gegebenheiten in jenem Gebiet sind viel stabiler als auf der Jamal-Halbinsel. Fachleuten erscheint es höchst unwahrscheinlich, dass es auch im Taimyr-Gebiet zu einer Vermischung von Sedimentschichten gekommen sein könnte. „Diese Funde sprechen tatsächlich für ein langes Überleben vereinzelter Mammutpopulationen auf dem Festland“, folgert Epp.

Die Reise eines Mammuts

Auch wenn DNA-Analysen auf der Jamal-Halbinsel jüngst für Verwirrung sorgten, bieten moderne Methoden enorme Chancen für die Mammutforschung: Forschende der University of Alaska konnten durch Isotopenanalyse unlängst zum Beispiel den gesamten Lebensweg eines Wollhaarmammuts rekonstruieren. Möglich wurde dies durch die im Permafrost konservierten über zwei Meter langen Stoßzähne eines Mammutbullen. Wie bei heutigen Elefanten wuchsen Mammutstoßzähne nämlich langsam und lagerten dabei schichtweise neues Elfenbein an. Die Isotopenverhälnisse in diesen feinen Schichten wiederum verraten, wo sich das Tier zur entsprechenden Zeit aufgehalten hat und wie die Umweltbedingungen waren.

Die Blaufärbung zeigt die Alterslinien des Mammutstoßzahns. · Foto: © JR Ancheta / University of Alaska Museum of the North

Die Auswertung ergab: Der Bulle wurde im Zentrum von Alaska in der Senke des unteren Yukon-Flusses geboren. In den folgenden Jahren wanderte er mit seiner Herde in den Ebenen Zentralalaskas umher. Ähnlich wie bei heutigen Elefanten, bestand die Herde wohl aus mehreren erwachsenen Weibchen mit ihrem Nachwuchs. Das Wanderungsgebiet erstreckte sich vom Polarkreis bis nach Süden, an die Küste des Golfs von Alaska. Im Alter von etwa 16 Jahren aber änderte sich das Leben des Jungtiers abrupt: Es verließ das angestammte Gebiet und legte nun viel weitere Strecken zurück, verraten die deutlich stärkeren Schwankungen im Isotopenmuster. Ähnlich wie bei heutigen Elefanten, trennten sich junge Mammutbullen mit der Geschlechtsreife wahrscheinlich von der Herde und zogen fortan allein oder in Junggesellengruppen umher. Das vom nun erwachsenen Bullen durchstreifte Gebiet reicht von Zentralalaska bis zur Nordseite der Brooks Range, einem Gebirgszug, der sich entlang des 68. Breitengrads quer durch Alaska zieht: Die Gesamtdistanz, die das Tier im Lauf seines Lebens zurücklegte, entspricht fast einer doppelten Umrundung der Erde.

Mit etwa 26 Jahren veränderte der Bulle sein Verhalten jedoch noch einmal deutlich: In den letzten eineinhalb Jahren vor seinem Tod beschränkte sich sein Aktionsradius auf ein vergleichsweise kleines Gebiet nördlich des Gebirgszugs. Zugleich deuten die in dieser Zeit stark ansteigenden Stickstoff-15-Isotopenwerte darauf hin, dass der Bulle zunehmend unter Mangelernährung litt. Denn normalerweise lagern Pflanzenfresser wie Mammuts überwiegend Stickstoff-14 ein. Ein hoher Stickstoff-15-Wert lässt daher auf unzureichende Nahrungsaufnahme schließen.

Was die Mammutforschung betrifft, leben wir in spannenden Zeiten, betonen Fachleute. Auch weil die globale Erwärmung den Permafrost wegschmelzen lässt. „Insbesondere in Sibirien kommen mehr und mehr gut erhaltene Kadaver dieser Tiere ans Licht“, berichtet Dorothée Drucker. Etwas macht ihr allerdings Sorgen. „Aufgrund der politischen Situation gibt es kaum mehr Austausch mit Experten aus Russland“, sagt Drucker. Man erhalte fast keine Informationen mehr. „Die russischen Wissenschaftler sind mittlerweile weitgehend isoliert.“ Fast wie die letzten Mammuts auf der Wrangelinsel vor 4.000 Jahren. //