Kanalöarna i Kalifornien är kända för sina arkeologiska, biologisk och paleontologisk betydelse och rikedom, som innehåller några av de viktigaste tidiga mänskliga platserna i Nordamerika. Denna betydelse växer bara med ny utgrävning, kemisk, och biomolekylära tekniker, utöka vår vision om detta dynamiska ekosystem och dess bestående betydelse för både människor och vilda djur.

I dag, ett team av forskare från University of Oklahoma, Smithsonian National Museum of Natural History, University of Oregon och andra rapporterar den första förekomsten av den utdöda jättenära björnen, Arctodus simus, från Kaliforniens kanalöar. Detta skräckinjagande odjur – som enligt vissa uppskattningar väger 2, 000 lbs. - en gång strövade omkring i olika miljöer från Alaska till Mexiko, men har aldrig hittats i ett så isolerat ösammanhang. Även om detta inte är det första konstiga däggdjuret som finns på Kaliforniens kanalöar, som en gång var hem för en pygmémammut och en jättemus, det är det första fallet av en potentiellt inhemsk megafaunal köttätare, som skulle utmana tidigare modeller för kolonisering och utveckling av öarnas biologiska mångfald.

Detta lilla ben, grävdes ut 1996, antogs länge vara från en säl, men experter föreslog att det var från en björn – den första och enda björn som någonsin registrerats för Kaliforniens Kanalöar.

"Finns i ett skikt daterat till över 13, 000 år sedan, benet utgjorde ett betydande mysterium, sa Jon Erlandson, en professor vid University of Oregon som har riktat undersökningar vid Daisy Cave sedan 1990-talet. Var det från en stor grizzly- eller svartbjörn? Exemplaret vilade säkert i Erlandsons labb i mer än 20 år.

2016, tåbenet anlände till Laboratories of Molecular Anthropology &Microbiome Research vid University of Oklahoma.

"Från det ögonblick jag hörde att detta kan vara ett unikt exemplar, Jag hanterade det med extra försiktighet. Jag minns att jag hade svårt att skära ut benbiten; det var så stel, morfologiskt välbevarat prov, tack vare grottans miljö. Lyckligtvis, dess DNA var välbevarat, för, sa Nihan Dagtas, som framgångsrikt extraherat amplifierbart DNA vid LMAMRs renrumsanläggning i världsklass.

Parallellt, provet analyserades med avseende på gamla benproteiner (kollagen) vid University of Manchester i Storbritannien, producera kemiska fingeravtryck som närmast matchade en referens till glasögonbjörnen från Sydamerika - den enda levande släktingen till den kortsiktade björnen. Dessa två oberoende molekylära analyser, kombinerat med traditionella morfologiska bevis på tåns form och storlek, bekräftade sin identitet som tillhörande, oväntat, till en jättelik björn med kort ansikte.

Torben Rick, som deltog i Daisy Cave-utgrävningarna och är nu på Smithsonians National Museum of Natural History, var glada över att använda en svit med nya, minimalt destruktiva teknologier (aDNA, proteomik, etc.) för att hjälpa till att lösa frågorna kring detta mystiska ben. "När resultaten kom tillbaka att det här var en björn med kort ansikte daterad till ungefär 17, 000 år sedan, vi var alla verkligen nyfikna på konsekvenserna för öns biogeografi och ekologi, sa Rick.

Forskare var först förbryllade - vad gjorde en jättelik björn med kort ansikte så långt borta från sitt kända utbredningsområde på Kaliforniens fastland? De utvecklade en uppsättning hypoteser för att testa om den anlände till ön före eller efter döden, och vägde bevisen.

Om björnen dog på ön, det kan antyda att en infödd population av björnar med kort ansikte simmade till öarna och utvecklats under tusentals år tillsammans med pygmémammutarna. Eller simmade en enda individ till ön på jakt efter ett mellanmål? Forskarna föreslår att en "pre mortem" ankomst av tån var osannolik, eftersom det är det enda exemplaret från arten som någonsin hittats på öarna, och björnar som dör i grottor hittas vanligtvis intakta.

Sedan, forskare vände sig till en "post mortem"-hypotes:tån fördes till ön av något eller någon. "En mänsklig transport av tåbenet verkar osannolikt med tanke på dess ålder och utmärkta bevarande, men många djur - kondorer, örnar, måsar, och andra – är kända för att rensa och transportera ben och snäckor i kustområden, sa Erlandson.

Forskargruppen antyder att det mest troliga transportsättet var med vinge. Kemiska analyser kända som stabila isotoper indikerar att denna björn livnärde sig opportunistiskt på kadaver av marina däggdjur, kanske att placera den vid rätt tidpunkt och på rätt plats för att dess egna kadaver så småningom ska rensas av en fågel, som en kalifornisk kondor eller skallig örn.

"Vi kunde integrera tvärvetenskapliga verktygssatser, inklusive morfologi, gammalt DNA, kollagen fingeravtryck, radiokoldatering och stabila isotoper, att utveckla ett robust ramverk för hypotestestning som låter oss utforska ursprunget till detta mystiska ben, sa Courtney Hofman, biträdande professor i antropologi vid University of Oklahoma, meddirektör för LMAMR, och senior författare av studien.

Trots att det en gång var så utbrett, det finns en betydande debatt om ekologin och beteendet hos björnar med kort ansikte, och tillgänglig data är sparsam. Tidigare studier som förlitade sig på tandform och hålrum tydde på att kortansiktiga björnar från Los Angeles berömda La Brea Tar Pits åt stora mängder kolhydrater, medan andra studier med stabila isotoper antydde att arten förlitade sig på animaliskt protein i Alaska och Kanada. Förvånande, denna tå var det första exemplaret som testade diethypoteser på samma sätt i Kalifornien.

"Denna lilltå hjälpte oss att lägga grunden för att ta itu med några stora frågor inom paleontologi, " noterar Alexis Mychajliw, en postdoktorand forskningsassistent vid University of Oklahoma, forskarassistent vid La Brea Tar Pits, och huvudförfattare till studien. "Södra Kalifornien var packat med stora köttätare 17, 000 år sedan, och det är möjligt att den opportunistiska användningen av marina resurser hjälpte björnar med kort ansikte att överleva hård konkurrens. Det är, tills klimatet förändrades, och människor kom."

"Biogeografisk problemlösning avslöjar den sena pleistocena translokationen av en björn med kort ansikte till Kaliforniens kanalöar" publicerades i Vetenskapliga rapporter den 16 september, 2020.