Ofta ses som vild, naturligt orörda och hotade av mänskliga intrång, några av den afrikanska savannens mest bördiga och biologiskt mångfaldiga hotspots för vilda djur har sin vitalitet tack vare högar av dynga som deponerats där under tusentals år av boskapen hos vandrande herdar, föreslår ny forskning i tidskriften Natur .

"Många av de ikoniska vilda afrikanska landskapen, som Mara Serengeti, har formats av förhistoriska herdars aktiviteter under de senaste 3, 000 år, " sa antropologen Fiona Marshall, James W. och Jean L. Davis professorer i konst och vetenskap vid Washington University i St. Louis och en senior författare till studien.

"Vår forskning visar att de positiva effekterna av ökad markfruktbarhet i bosättningsflockar kan pågå i tusentals år, Marshall sa. "Längden hos dessa näringsämnen visar det överraskande långsiktiga arvet från forntida herdar vars boskap, getter och får hjälpte till att berika och diversifiera Afrikas vidsträckta savannlandskap under tre årtusenden."

Studien, som fokuserade på hotspots för vilda djur i Kenya, dokumenterar hur kulturella sedvänjor och rörelsemönster hos forntida herdar och deras boskap fortsätter att påverka en rad till synes vilda och naturfenomen.

"Ekologer har föreslagit att vilda rörelser, inklusive Serengetis berömda gnuvandringar, kan påverkas av platsen för näringsrika jordfläckar som grönskar snabbt under regn, Marshall sa. "Vår forskning tyder på att några av dessa fläckar kan vara resultatet av förhistorisk pastoral bosättning i afrikanska savanner.

Baserat på satellitbilder och detaljerade analyser av marknäringsämnen, isotoper och rumsliga egenskaper vid forntida neolitiska herdarplatser i Östafrika, studien ger en förvånansvärt enkel förklaring till hur ovala hotspots för vilda djur som mäter cirka 100 meter i diameter utvecklades i en region där gräsmarker är naturligt låga i marknäringsämnen - gödsel inträffar.

För miljontals gnuer, zebror, gaseller och köttätare som jagar dem, migrationsmönster kretsar kring ett urgammalt sökande efter de frodiga gräsen som växer upp på bördiga jordar efter säsongens regn.

Medan annan forskning har visat att brand, termithögar och vulkaniska sediment kan bidra till den varierande fertiliteten hos savannjordar, denna studie bekräftar att forntida boskapsdynga länge har varit en viktig katalysator i en pågående cykel av markanrikning – en som fortsätter att locka mångsidigt vilda djur till platserna för övergivna boskapsfängslar.

För 2, 000-3, 000 år, savanngräsmarker i sydvästra Kenya ockuperades av grupper av nomadiska herdar som flyttade sina läger ofta på jakt efter grönare betesmarker. Boskap som betade den öppna savannen om dagen vallades in i små, ovala inhägnader i bosättningar på natten för skydd mot rovdjur och prasslar.

När gödsel hopade sig i dessa tillfälliga inhägnader, knappa näringsämnen från omgivande gräsmarker började också samlas, skapa fertilitetszoner som lockade hjordar av både vilda och tama betar i många år framöver.

Således, under årtusenden, mobila herdars kulturella sedvänjor hade den oavsiktliga konsekvensen att skapa rumsligt stabila bördiga miljönischer för en mängd vilda djur, hävdar studien.

Även om vallningsverksamheten i mobila samhällen i moderna och historiska massajer och Turkana har visat sig berika savannjordar, lite har varit känt om de bestående effekterna av Afrikas tidigaste livsmedelsproducenter, herdar som flyttade söderut från Sahara 2, 000-5, 000 år sedan.

Denna studie undersökte fem neolitiska pastorala platser i södra Kenya, varierar i ålder från 1, 550-3, 700 år, och fann att platserna fortfarande innehåller näringsrika sediment som härrör från boskapsdynga avsatt så långt tillbaka som 3, 000 år.

Jämfört med den omgivande savannen, gamla pastorala platser visade sig ha betydligt högre halter av fosfor, magnesium, kalcium och andra näringsämnen som är nödvändiga för växttillväxt och djurhälsa och reproduktion.

Observerad från marken och via satellit, dessa gamla pastorala platser framstår som trädlösa, öppna gräsmarker inom större vidder av trädbevuxna savanngräsmarker. Utgrävningar visar att de övergivna bosättningsfotspåren är löst definierade av en visuellt distinkt, finkornigt lager av grått sediment, ligger nu ungefär en halv meter under ytan och upp till en fot tjock på sina ställen.

Under årtusenden, den ökande fertiliteten hos dessa gamla bosättningsplatser har ökat den rumsliga och biologiska mångfalden av savanner.

Ekologisk forskning av forskare som Robin Reid vid Colorado State, Truman Young vid University of Californa-Davis och kollegor har visat att i bördiga koralljordar, gräs tenderar att konkurrera ut trädig vegetation, skapa öppna gläntor av näringsrika gräs där betande djur också är mindre sårbara för rovdjur.

Vilda växtätare som söker föda där, som gasell, gnu, zebra och vårtsvin, utöva ett positivt inflytande på växternas produktivitet och näringsomsättning. Hotspot-fertilitet genererar snabb återväxt av växter efter regn och ger viktiga näringsämnen för gravida och lakterande växtätare.

Jordar med hög fertilitet betyder också fler jordryggradslösa djur - maskar, dyngbaggar och andra insekter, som, i tur och ordning, locka fler fåglar, reptil- och elefantsnävka som livnär sig på dem. Som framgår av en studie från 2013, en art av gecko som trivs i dessa näringsämnen är praktiskt taget obefintlig på den öppna savannen mellan dem.

Genom att fastställa den roll som de tidiga herdarna spelade för att berika Afrikas savannjordar, denna studie av Marshall och kollegor i Natur erbjuder ännu fler bevis för den sammanflätade naturen hos mänskliga aktiviteter och andra ekologiska influenser på landskapen där vi lever.

I USA, nyare studier har visat att tidiga indianer använde eld för att manipulera buffelhjordarnas migrationsmönster, förändra klimatet och den ekologiska balansen på Great Plains i processen. Forskare misstänker att forntida pastoralister också kan ha påverkat gräsmarksekologin i pastorala regioner i Centralasien och Sydamerika.

Tillbaka i Serengeti, forskning har visat att de moderna gnuvandringarna också bidrar till omfördelningen av knappa savannnäringsämnen när de drunknar eller faller offer för krokodiler när de korsar floden Mara. Deras döda kroppar tillför stora mängder fosfor, kväve och kol till flodens ekosystem varje år.

Genom att visa att gamla vallningsplatser fortfarande kan påverka moderna gnuers migrationer, forskning av Marshall och hennes kollegor är också relevant för pågående debatter om inverkan av boskapsbete på biologisk mångfald och vilda djurs överlevnad i gräsmarker, både i Serengeti och runt om i världen.

"Ekologer har visat att när dagens herdar är mobila och lever i relativt låg täthet, de har få långsiktiga negativa effekter på miljön och några betydande positiva, Marshall sa. "Våra resultat ger ett nytt perspektiv på hur mänskliga vallningsaktiviteter har påverkat, och ibland berikad, afrikanska gräsmarkers ekologi. Ur ett politiskt perspektiv, det tyder på att det finns ekologiska kostnader för att öka sedentiseringen av herdar."