Forage competition as a possible cause of bison extinction in Eurasia and of native horses in North America

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Based on an analysis of both original and literature material on the nutrition of horses and bison, a possible cause of the “extinction” of steppe bison in Eurasia and of native horses in North America 10–12 thousand years ago is estimated. Horses and bison, both differing in the morphology and functioning of the digestive system, are similar in the composition of consumed plants and nutrition parameters, this causing forage competition when grazing together on common pastures. At the turn of the Pleistocene and Holocene in Eurasia, the change of dry and cold Pleistocene tundra steppe to snowy Holocene steppes with snow-covered food inaccessible to bison could have led to the disappearance of steppe bison forms (Bison priscus) in Eurasia. Horses that successfully forage from under the snow by digging with their hooves survived into the Holocene period and inhabited the steppe and desert plains of Eurasia. In North America, the appearance of the steppe bison (B. bison bison) at the end of the Pleistocene and the beginning of the Holocene (13–12 thousand years ago) could have led to competition with native horses. The well-known Holocene extinction of horses at the same time (about 12 thousand years ago) allows us to recognize competition with bison as a possible cause of the extinction of native horses in North America. Bison’s two forms, steppe and forest ones, survived into the Holocene epoch and actively spread across the North American continent.

Авторлар туралы

B. Abaturov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: abaturovbd@mail.ru
Leninskiy prospekt, 33, Moscow, 119071, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Абатуров Б.Д., 2021. Питание и кормовые ресурсы диких растительноядных млекопитающих в степных экосистемах. М.: Товарищество научных изданий КМК. 208 с.
  2. Абатуров Б.Д., Джапова Р.Р., Казьмин В.Д., Аюшева Е.Ч., Джапова В.В., 2019. Сравнительные особенности питания лошади Пржевальского Equus рrzewalskii, двугорбого верблюда Camelus bactrianus и сайгака Saiga tatarica на степном изолированном пастбище // Известия РАН. Серия биологическая. № 6. С. 625–639.
  3. Абатуров Б.Д., Казьмин В.Д., Колесников М.П., 2015. Питание бизонов (Bison bison), верблюдов (Camelus bactrianus) и лошадей (Equus caballus) при совместной пастьбе на изолированном степном пастбище // Зоологический журнал. Т. 94. № 12. С. 1470–1478.
  4. Абатуров Б.Д., Колесников М.П., 2023. Органический кремний в растениях как лимитирующий фактор переваримости кормов растительноядных млекопитающих // Успехи современной биологии. Т. 143. № 5. С. 466–475.
  5. Бибикова В.И., 1984. Копытные Северного Причерноморья в раннем голоцене. В кн. Ред. В.Е. Соколов, Л.Г. Динесман. Проблемы изучения истории современных биогеоценозов. М.: ИЭМЭЖ АН СССР. С. 171–203.
  6. Боголюбов А.С., КЛИМАТ СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, www.ecosystema.ru
  7. Будыко М.И., 1967. О причинах вымирания некоторых видов животных в конце плейстоцена // Известия. АН СССР, сер. геогр. № 2. С. 28–36.
  8. Верещагин Н.К., Барышников Г.Ф., 1985. Вымирание млекопитающих в четвертичном периоде Северной Евразии // Труды ЗИН АН СССР. Т. 131. C. 3–38.
  9. Верещагин Н.К., Громов И.М., 1977. Формирование териофауны в четвертичном периоде // Успехи современной териологии. М.: Наука. С. 32–45.
  10. Верещагин Н.К., Кузьмина И.Е., 1982. Фауна млекопитающих // Палеолит Костенковско-Борщевского района на Дону. Л.: Наука. С .223–232.
  11. Гептнер В.Г., Насимович А.А., Банников А.Г., 1961. Млекопитающие Советского Союза. Том первый. Парнокопытные и непарнокопытные. М.: Высшая школа. 776 с.
  12. Грант В., 1991. Эволюционный процесс: критический обзор эволюционной теории. Ред. [и предисл.] Б.М. Медников. М.: Мир. 488 с.
  13. Давыдова Л.П., Степанов И.Н., 1936. Зимняя пастьба лошадей // Труды ВНИИ коневодства. Вып. 3. М.: ВАСХНИЛ. 92 с.
  14. Игнатьев Г.М., 1965. Северная Америка: физическая география. М. 275 с.
  15. Исаченко А.Г., Шляпников А.А., 1989. Природа мира: Ландшафты. М.: Мысль. 504 с.
  16. Казьмин В.Д., Абатуров Б.Д., 2009. Механические свой-ства снежного покрова и доступность подснежных кормов для северного оленя (Rangifer tarandus) и овцебыка (Ovibos moschatus) на пастбищах острова Врангеля // Зоологический журнал. Т. 88. № 8. С. 990–1000.
  17. Казьмин В.Д., Абатуров Б.Д., Демина О.Н., Колесников М.П., 2016. Кормовые ресурсы и питание полувольных бизонов (Bison bison) на степном пастбище долины западного Маныча // Зоологический журнал. Т. 95. № 2. С. 234–244.
  18. Кассал Б.Ю., 2022. Сценарий эволюции диких лошадей северной Евразии // Вопросы степеведения. № 4. С. 83
  19. Калашников А.П., Клейменов Н.И., Баканов В.И., Венедиктов А.М., Викторов П.И., Герасимов Б.Л., Махаев Е.А., Хаданович И.В., Гребенюк А.З., Кошаров А.Н. и др., 1985. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: Справочное пособие. Ред. Калашников А.П., Клейменов Н.И. М.: Агропромиздат. 352 с.
  20. Кириков С.В., 1959. Изменения животного мира в природных зонах СССР (степная зона и лесостепь). М.: Издательство АН СССР. 176 с.
  21. Кириков С.В., 1979. Человек и природа Восточноевропейской лесостепи в X – начале XIX в. М.: Наука. 184 с.
  22. Кириков С.В., 1983. Человек и природа степной зоны. М.: Наука. 125 с.
  23. Колесников М.П., 2001. Формы кремния в растениях // Успехи биологической химии. Т. 41. С. 301– 332.
  24. Кольмакова Е.Г., Козлов Е.А., 2012. Физическая география мира. Северная Америка. Минск: БГУ. 38 с.
  25. Кузьмина И.Е., 1997. Лошади Северной Евразии от плиоцена до современности // Труды зоологического института. Т. 273. С.-Пб.: ЗИН. 224 с.
  26. Левыкин С.В., Казачков Г.В., 2014. Бизоны степей: история, современное состояние, агроэкологические перспективы. Екатеринбург: РИО УрО РАН. 92 с.
  27. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных, 2003. Справочное пособие. 3-е издание переработанное и дополненное. Ред. Калашников А.П., Фисинин В.И., Щеглов В.В., Клейменов Н.И. М.: Россельхозакадемия, ВГНИИживотноводства. 456 с.
  28. Рашек В.А., 1977. Сезонные особенности питания кулана на острове Барса-Кельмес // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. Т. 82. № 2. С. 8–16.
  29. Слудский А.А., 1963. Джуты в евразийских степях и пустынях // Материалы по фауне и экологии наземных позвоночных Казахстана. Алма-Ата: Изд. Акад. Наук Каз. ССР. С. 5–88
  30. Сметанин Р.Н., Сафронов В.М., 2022. Экология лесного бизона в начальный период акклиматизации в Якутии // Вестник СВФУ. № 4(90). С. 14–25.
  31. Соломатин А.О., 1973. Кулан. М.: Наука. 147 с.
  32. Флеров К.К., 1976. История бизонов и причины изменения их ареалов // История биогеоценозов СССР в голоцене. Ред. Л.Г. Динесман. Москва: Наука. С. 166–175.
  33. Флеров К.К., Заблоцкий М.А., 1961. О причинах изменения ареала бизонов // Бюллетень Московского общества испытателей природы, отд. Биологии. Т. 65. № 6. С. 99–110.
  34. Шер А.В., 1971. Млекопитающие и стратиграфия плейстоцена крайнего северо-востока СССР и Северной Америки. М.: Наука. 312 с.
  35. Abaturov B.D., Subbotin A.E., 2011. Forage quality thresholds for Saiga antelope in a semi-desert rangeland // Russian Journal of Theriology. V. 10. № 2. P. 71–81.
  36. Allison M.J., Reddy C.A., 1984. Adaptations of gastrointestinal bacteria in response to changes in dietary oxalate and nitrate. In: Klug MJ, Reddy CA (eds) Current perspectives in microbial ecology. American Society of Microbiology, Washington, DC. P. 248–256.
  37. Arnold W., Ruf T., Kuntz R., 2006. Seasonal adjustment of energy budget in a large wild mammal, the Przewalski horse (Equus ferus przewalskii). II. Energy expenditure // Journal of Experimental Biology. № 209. P. 4566–4573.
  38. Bergman Ju., Pedersen R.Ø., Lundgren E.J., Lemoine R.T., Monsarrat S., Pearce E.A., Schierup M.H., Svenning Je-Ch., 2023. Worldwide Late Pleistocene and Early Holocene population declines in extant megafauna are associated with Homo sapiens expansion rather than climate change // Nature Communications. V. 14 (7679). P. 1–11.
  39. Boeskorov G.G., Potapova O.R., Mashchenko E.N., Protopopov A.V., Kuznetsova T.V., Agenbroad L., Tikhonov A.N., 2014. Preliminary analyses of the frozen mummies of mammoth (Mammuthus primigenius), bison (Bison priscus) and horse (Equus sp.) from the Yana-Indigirka lowland, Yakutia, Russia // Integr. Zool. № 9. С. 471–480.
  40. Coppedge B.R., Leslie D.M., Shaw Jr., Ja H., 1998. Botanical Composition of Bison Diets on Tallgrass Prairie in Oklahoma // Journal of Range Management. V. 51. № 4. P. 379–382.
  41. Clauss M., 2013. Digestive physiology and feeding behavior of equids – a comparative approach // In: Horse Health Nutrition – European Equine Health Nutrition Congress. Gent. Belgium. P. 25–33.
  42. Duncan A.J., Milne J.A., 1992. Rumen microbial degradation of allyl cyanide as a possible explanation for the tolerance of sheep to brassica-derived glucosinolates// J. Sci. Food Agr. V. 58. P. 15–19.
  43. Duncan A.J., Poppi D.P., 2008. Nutritional Ecology of Grazing and Browsing // The Ecology of Browsing and Grazing / Eds I.J. Gordon, H.H.T. Prins. Berlin. Heidelberg: Springer. P. 90–116.
  44. Duncan P., 1992. Horses and grasses: the nutritional ecology of equids and their impact on the Camargue // Ecological studies. V. 87. Springer-Verlag New York Inc. 287 p.
  45. Duncan P., Foose T.J., Gordon I.J., Gakahu C.G., Lloyd M., 1990. Comparative nutrient extraction from forages by grazing bovids and equids: a test of the nutritional model of equid/bovid competition and coexistence // Oecologia. V. 84. P. 411–418.
  46. Ecology of Browsing and Grazing, 2008. Editors: I.J. Gordon, H.H.T. Prins. Springer. 330 p.
  47. Feranec R.S., Hadly E.A., Paytan A., 2009. Stable isotopes reveal seasonal competition for resources between late Pleistocene bison (Bison) and horse (Equus) from Rancho La Brea, southern California // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. V. 271. № 1–2. P. 153–160.
  48. Grant V., 1985. The evolutionary process. A critical reviev of evolutionary theory. New York: Columbia university press. 487 p.
  49. Guthrie R.D., 2006. New carbon dates link climatic change with human colonization and Pleistocene extinctions // Nature. V. 441. (7090). P. 207–209.
  50. Hanley T.A., 1982. The Nutritional Basis for Food Selection by Ungulates // Journal of range management. V. 35. № 2. P. 146–151.
  51. Holechek J.L., 1984. Comparative contribution of grasses, forbs, and shrubs to the nutrition of range ungulates // Rangelands. V. 6. P. 261–263.
  52. Jones R.J., 1981. Does ruminal metabolism of mimosine explain the absence of Leucaena toxicity in Hawaii? // Australian Veterinary Journal. V. 57. P. 55–56.
  53. Julien M.A., Bocherens H., Burke A., Drucker D.G., Patou-Mathis M., Krotova O., Péan S., 2012. Were European steppe bison migratory? 18O, 13C and Sr intra-tooth isotopic variations applied to a palaeoethological reconstruction // Quaternary International. V. 271. P. 106–119.
  54. Kirillova I.V., Zanina O.G., Chernova O.F., Lapteva E.G., Trofimova S.S., Lebedev V.S., Tiunov A.V., Soares A.E.R., Shidlovskiy F.K., Shapiro B., 2015. An ancient bison from the mouth of the rauchua river (Chukotka, Russia) // Quaternary Research. V. 84. Issue 2. P. 232–245.
  55. Krysl L.J., Hubbert M.E., Sowell B.F., Plumb G.D., Jewett T.K., Smith M.A., Waggoner J.W., 1984. Horses and Cattle grazing in the Wyoming Red Desert, I. Food habits and dietary overlap // Journal of Range Management. V. 37. № l. P. 72–76.
  56. Krysl L.J., Sowell B.F., Hubbert M.E., Plumb G.E., Jewett T.K., Smith M.A., Waggoner J.W., 1984a. Horses and Cattle grazing in the Wyoming Red Desert, II. dietary quality // Journal of Range Management. V. 37. № l. P. 252–257.
  57. Kuntz R., Kubalek Ch., Ruf T., Tataruch F., Arnold W., 2006. Seasonal adjustment of energy budget in a large wild mammal, the Przewalski horse (Equus ferus przewalskii). I. Energy intake // The Journal of Experimental Biology. № 209. P. 4557–4565.
  58. Lanigan G.W., 1970. Metabolism of pyrrolizidine alkaloids in the ovine rumen II. Some factors affecting rate of alkaloid breakdown by rumen fluid in vitro // Australian Journal of Agricultural Research. V. 21. P. 633–639.
  59. McInnis M.L., Vavra M., 1987. Dietary relationships among feral horses, cattle, and pronghorn in southeastern Oregon // Journal of Range Management. V. 40. № 1. P. 60–66.
  60. Meagher M.M., 1971. Snow as a factor influencing bison distribution and numbers in Yellowstone National Park // in: Proc. Snow and Ice Symp. Iowa State Univ. Ames. P. 63–67.
  61. Meagher M.M., 1973. The bison of Yellowstone National Park. U.S. National Park Service Scientific Monograph no. 1. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office. 161 p.
  62. Meagher M., 1976. Winter weather as a population-regulating influence on free-ranging bison in Yellowstone National Park. In Research in the Parks: Transactions of the National Park Centennial Symposium. (Symposium at the annual meeting of the American association for the Advancement of Science, 28–29 December 1971.) National Park Service Symposium Series, № . 1. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office. P. 29–38.
  63. Menard C., Duncan P., Fleurance G., Georges J.Y., Lila M., 2002. Comparative foraging and nutrition of horses and cattle in European wetlands // Journal of Applied Ecology. V. 39. P. 120–133.
  64. Olsen F.W., Hansen R.M., 1977. Food relations of wild free-roaming horses to livestock and big game, Red Desert, Wyoming // Journal of Range Management. V. 30. P. 17–20.
  65. Peden D.G., Van Dyne G.M., Rice R.W., Hansen R.M., 1974. The trophic ecology of Bison bison L. on shortgrass plains // Journal of Applied Ecology. V. 11. P. 489–98.
  66. Paterson J.Н., 1970. North America. A geography of Canada and the United States, 4th ed., Oxford U.P. 319 p.
  67. Rutley B.D., Hudson R.J., 2000. Seasonal energetic parameters of free-grazing bison (Bison bison) // Can. J. Anim. Sci. V. 80. P. 663–671.
  68. Sablin M.V., 2020. Large mammal faunas of the European part of Russia in Quaternary // Russian J. Theriol. V. 19 (1). P. 58–64.
  69. SaIter R.E., Hudson R.J., 1979. Feeding ecology of feral horses in western Alberta // Journal of Range Management. V. 32. P. 221–225.
  70. Scott E., 2009. Extinctions, scenarios, and assumptions: changes in latest Pleistocene large herbivore abundance and distribution in western North America // Quaternary International. V. 217. P. 225–239.
  71. Shapiro B., Drummond A., Rambaut A., Wilson M., Matheus P., Sher A., Pybus O., Thomas M., Gilbert P., Barnes I., Binladen E., Willerslev E., Hansen A., Baryshnikov G., Burns J., Davydov S. et al., 2004. Rise and Fall of the Beringian Steppe Bison // Science. V. 306. P. 1561–1565.
  72. Sen Z., Qing C., Keremu A., Shanhui L., Yongjun Z., Defu H., 2017. Food patch particularity and forging strategy of reintroduced Przewalski’s horse in North Xinjiang, China // Turkish Journal of Zoology. V. 41. P. 924–930.
  73. Simpson G.G., 1951. Horses. The story of the horse family in the modern world and through sixty million years of history. New York and London: Oxford University Press. 247 p.
  74. Slivinska K., Kopij G., 2011. Diet of the przewalskiis horse Equus przewalskii in the Chernobyl Exclusion Zone // Polish journal of ecology. V. 59 (4). P. 841–847.
  75. Springer K., Scott E., Sagebiel J.C., Murray L.K., 2010. Late Pleistocene large mammal faunal dynamics from inland southern California: The Diamond Valley Lake local fauna // Quaternary International. V. 217. P. 256–265.
  76. Steuter A., Hidinger L., 1999. Comparative Ecology of Bison and Cattle on Mixed-Grass Prairie // Great Plains Research. V. 9. № 2. P. 329–342.
  77. Van Soest P.J., 1982. Nutritional ecology of the ruminant. Corvallis-Oregon: О & В Books. 374 p.
  78. Van Soest P.J., Jones L.H.P., 1968. Effect of silica in forages upon digestibility // J. Dairy Sci. V. 51. P. 1644–1648.
  79. Van Vuren D., 1984. Summer diets of bison and cattle in Southern Utah // Journal of Range Management. V. 37. P. 260–261.
  80. Van Vuren D., Bray M.P., 1983. Diets of bison and cattle on a seeded range in Southern Utah // Journal of Range Management. V. 36. P. 499–500.
  81. Vershinina A.O., Heintzman P.D., Duane G., Froese D.G., Zazula G., Cassatt- Johnstone M., Dalén L., Sarkissian C., Dunn S.G., Ermini L., Gamba C., Groves P., Kapp J.D., Mann D., Seguin-Orlando A., Southon J., Stiller M., Wooller M.J., Baryshnikov G., Gimranov D., Scott E., Hall E., Hewitson S., Kirillova I., Kosintsev P., Shidlovsky F., Tong H.-W., Tiunov M.P., Vartanyan S., Orlando L., Corbett-Detig R., MacPhee R.D., Shapiro B., 2021. Ancient horse genomes reveal the timing and extent of dispersals across the Bering Land Bridge // Molecular Ecology. V. 30. Issue 23. P. 6144–6161.
  82. Wilson M.C., 1996. Late quaternary vertebrates and the opening of the ice-free corridor, with special reference to the to the genus Bison // Quaternary International. V. 32. P. 97–105.
  83. Wilson M.C., Hills L.V., Shapiro B., 2008. Late Pleistocene northward-dispersing Bison antiquus from the Bighill Creek Formation, Gallelli Gravel Pit, Alberta, Canada, and the fate of Bison occidentalis // Canadian Journal of Earth Sciences. V. 45. № 7. P. 827–859.
  84. Wilson M.C., Kenady S.M., Schalk R.F., 2009. Late Pleistocene Bison antiquus from Orcas Island, Washington, and the biogeographic importance of an early postglacial land mammal dispersal corridor from the mainland to Vancouver Island // Quaternary research, Cambridge Univ Press. V. 71. № 1. P. 49–61. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2008.09.001
  85. Zazula G.D., MacKay G., Andrews T.D., Shapiro B., Letts B., Brock F., 2009. A late Pleistocene steppe bison (Bison priscus) partial carcass from Tsiigehtchic, Northwest Territories, Canada // Quat. Sci. Rev. V. 28. P. 2734–2742.
  86. Zver L., Toškan B., Bužan E., 2021. Phylogeny of Late Pleistocene and Holocene Bison species in Europe and North America // Quaternary International. V. 595. P. 30–38.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».