Conference PaperPDF Available

Pleistocene History of the Lion-like Pantherine Felids: Panthera fossilis, Panthera spelaea and Panthera atrox in Eurasia and North America. (in Russian)

Authors:
  
  
  
    
   
 
VIII  
   :
  ,
    
 
Сборник статей
Ростов-на-Дону
10–15 июня 2013 г.
--
  
2013
603
Крупные представители рода Panthera – пещер-
ный лев P. spelaea и американский ископаемый лев
P. a t rox являлись важными компонентами мамонто-
вой фауны и были широко распространены в позд-
нем плейстоцене Северной Голарктики. Они описы-
вались под различными видовыми и подвидовыми
названиями: евразийские формы, как P. spelaea, P.
spelaea spelaea, P. leo spelaea, P. leo vereshchagini, а ис-
копаемые львы Северной Америки, как P. atrox, P.
leo atrox, P. leo spelaea (обзор см. в Barycka, 2008;
Barnett et al., 2009; Christiansen, Harris, 2009). Однако
систематический статус этих форм долгое время
оставался неясным.
Морфологическая ревизия и молекулярные ис-
следования последних лет позволили подтвердить
принадлежность этих таксонов к львиной группе
пантер (Baryshnikov, Boeskorov, 2002; Burger et al.,
2004; Sotnikova, Nikolskiy, 2006; Barnett et al., 2009).
На основании последних данных, а также следуя
концепции Н. К. Верещагина (1971), мы относим
эту группу Felinae к подроду P. (Leo). В состав по-
следнего входят ископаемые виды P. (L.) spelaea, P.
(L.) atrox и P. (L.) fossilis (Sotnikova, Foronova, в пе-
чати).
В настоящее время позднеплейстоценовые
львы Евразии, Аляски и Канады рассматриваются
в рамках вида P. spelaea, а ископаемые львы из более
южной части Северной Америки относятся к виду
P. a t ro x . Американский лев отличается от пещер-
ного более крупными размерами и своеобразным
комплексом признаков, сочетающих более при-
митивные и более продвинутые, чем у P. spelaea, ха-
рактеристики (Sotnikova, Nikolskiy, 2006; Sotnikova,
Foronova, в печати).
Несмотря на то, что обе формы представлены
многочисленными находкам и достаточно хорошо
изучены, более ранняя их история и эволюцион-
ные связи остаются предметом дискуссии. Так,
например, до сих пор обсуждаются две концепции
происхождения P. a tr o x. Первая, поддерживающая
родственные связи американской формы со львами,
связывает происхождение P. a tr o x с наиболее ран-
ними представителями P. spelaea. Предполагается,
что американский лев является потомком первой
миграционной волны из Евразии, имевшей место
в конце среднего плейстоцена. В дальнейшем эта
группа фелид изолированно развивалась в юж-
ной части Северной Америки за плейстоценовым
ледниковым щитом (Barnett et al., 2009). Другая
концепция базируется на морфометрическом ана-
лизе находок, с помощью которого были выявлены
«ягуаровые» признаки на нижних челюстях у P. at ro x.
Эти признаки являются основным аргументом
в пользу предположения о происхождении P. atr o x
от древних ягуароподобных форм, появившихся
на Американском континенте в раннем плейстоце-
не (Christiansen, Harris, 2009). Проведенная нами
ревизия азиатских находок и анализ европейских
форм позволили предположить, что происхождение
американского льва может быть связано с наиболее
древней львоподобной пантерой P. fossilis, извест-
ной в Европе из отложений, датируемых отрезком
времени 0,78 до 0,45 млн лет.
Традиционно считается, что P. fossilis была рас-
пространена в Европе в первой половине среднего
плейстоцена. В конце этого интервала – на границе
Заале/Эема или в Эеме, появляются формы, имею-
щие смешанные признаки «fossilis» и «spelaea». Эти
формы обычно рассматриваются, как переходные от
P. fossilis к P. spelaea, что предполагает прямые эво-
люционные связи этих таксонов (Argant et al., 2007;
Barycka, 2008; Marciszak, Stefaniak, 2010). Однако
в последнее время получила распространение гипо-
теза о том, что P. fossilis и P. spelaea не были хроно-
видами, а представляли собой сестринские таксоны.
Эта гипотеза была поддержана также кладистиче-
ским анализом (Hankó, Korsós, 2007). Кроме того,
она нашла подтверждение в результатах детального
морфологического анализа остатков P. cf. fossilis
из мустьерских слоев в палеолитической стоянке
 
 :
PANTHERA FOSSIlIS, PANTHERA SPElAEA
PANTHERA ATROX
  
PLEISTOCENE HISTORY OF THE LION
LIKE PANTHERINE FELIDS:
PANTHERA FOSSIlIS, PANTHERA SPElAEA
AND PANTHERA ATROX IN EURASIA
AND NORTH AMERICA
..
1
, .. 
2
1Геологический Институт РАН, Москва, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
sotnikmarina@yandex.ru, irina_foronova@mail.ru
M. V. Sotnikova
1
, I.V. Foronova
2
1Geological Institute of RAS, Moscow, Russia
2V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, Novosibirsk, Russia
Фундаментальные проблемы квартера, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований
604
Молодово V. Результаты этого анализа позволили
предположить, что «смешанные» признаки у пред-
ставителей пантер львиной группы из отложений
второй половины среднего и самого начала поздне-
го плейстоцена могут быть интерпретированы не
как характеристики переходных от fossilis к spelaea
форм, а как продвинутые морфотипы в эволюцион-
ном развитии P. fossilis (Форонова, Сотникова 2012).
Приведенные кладистические и морфологические
выводы вполне соответствуют сценарию развития
крупных плейстоценовых пантер, предложенному
М. Сабол, где предполагается совместное существо-
вание P. fossilis и P. spelaea в Европе в конце среднего
и самом начале позднего плейстоцена (Sabol, 2011).
С морфологической точки зрения среднеплей-
стоценовая пантера P. fossilis, также как и другие
крупные ископаемые пантеры Евразии и Северной
Америки, имела преобладающие львиные харак-
теристики. Ее размеры соответствовали размерам
американской формы P. atrox, и были в среднем на
20–30 % больше, чем у P. spelaea. Однако, несмотря на
размерное сходство, сравнительный анализ P. fossilis
и P. atrox никогда не проводился ранее из-за бедности
морфологических данных P. fossilis, а также по причи-
не отсутствия сведений об этой форме на промежу-
точной между Европой и Америкой территории – от
Восточной Европы до Западной Берингии.
В связи с этим, важными являются последние
данные о наиболее древней западносибирской
пантере. Ревизия материалов из Кузнецкой котло-
вины (юго-восток Западной Сибири) показала, что
нижняя челюсть пантеры из отложений сагарлык-
ской свиты без сомнения принадлежит P. fossilis
(Сотникова, Форонова, в печати). Сагарлыкская
свита охарактеризована раннетаманской фауной,
в то время как более точный геологический возраст
челюсти P. fossilis определяется временем формиро-
вания вмещающей ее верхней части свиты – в преде-
лах эпизода Харамильо эпохи Матуяма, на уровне
1.0 млн лет. Ранее этот материал был описан как
Panthera sp. (Форонова, 2001). Пантера из Кузнецкой
котловины близка по размерам к самым крупным ис-
копаемым представителям подрода P. (Leo), а длина
ее щечных зубов (p3-m1) превосходит все значения
аналогичных промеров, известные для этой группы
фелид. Таким образом, в настоящее время сибирская
находка является первым свидетельством присут-
ствия P. fossilis в Азии, а также самым древним ее
представителем на Евразийском континенте.
Изучение западносибирской находки, наряду
с комплексным анализом европейских материалов
по P. fossilis (представленных в основном нижними
челюстями), показало, что самая древняя евразий-
ская львоподобная форма существенно отличается
от P. spelaea. Она имеет прямую линию вентрального
края горизонтальной ветви челюсти; практически
одинаковую ее высоту впереди и позади щечных
зубов (p3-m1); длинный p4, имеющий короткий
главный и очень крупный передний бугорки; а так-
же сильно развитый задний бугорок, окруженный
цингулюмом. Кроме того, среди отличительных
признаков можно отметить усиленную переднюю
часть p4, поддерживаемую мощным передним
корнем, а также глубокую, хорошо оформленную,
узкую и высоко расположенную переднюю часть
массетерной ямки.
Все перечисленные признаки, включая пле-
зиоморфные и апоморфные, являются общими у P.
fossilis и американского льва P. at ro x , что указывает на
близкие родственные связи этих форм. Таким обра-
зом, происхождение P. a t ro x, связано, по-видимому,
с ранней миграцией в Америку P. fossilis – наиболее
древнего евразийского представителя пантер льви-
ной группы, в то время как P. spelaea проникла на
американский континент гораздо позже – в позднем
плейстоцене, и ее ареал охватывал только самые
северные области Северной Америки. Что касается
группы P. fossilis P. atr o x, то ее дальнейшее изо-
лированное развитие в Америке происходило за
плейстоценовым ледниковым щитом. Подобная
интерпретация объясняет своеобразное сочетание
примитивных и продвинутых признаков у P. a tro x ,
отмеченное выше, а также наличие у P. atrox, как и у
P. fossilis, так называемых «ягуаровых» признаков,
которые в данном случае рассматриваются в каче-
стве плезиоморфных. Сказанным выше объясняет-
ся также тот факт, что американский лев сохраняет
больше примитивных признаков, чем пещерный,
с которым он одновременно существовал в позд-
нем плейстоцене Северной Америки: P. atrox – на
юге, за ледниковым щитом, а P. spelaea на Аляске
и в Канаде.
 
Верещагин Н.К1. . Пещерный лев и его история в Голарктике и в пределах СССР // Материалы по фаунам антропо-
гена СССР. Труды Зоологического Института АН СССР. Наука. Ленинград, 1971. Т. 49. С. 123–199.
Форонова И.В.2. Четвертичные млекопитающие юго-востока Западной Сибири (Кузнецкая котловина): филогения,
биостратиграфия, палеоэкология. Издательство СО РАН, Филиал ГЕО, Новосибирск, 2001, 243 c.
Форонова И.В, Сотникова М.В 3. Особенности морфологии некоторых представителей фауны млекопитающих
(Proboscidea, Carnivora) конца среднего – начала позднего плейстоцена на юге Восточной Европы, бассейн
Днестра // Мат. IV Международн. научно-практ. конф. «Геоэкологические и биоэкологические проблемы
Северного Причерноморья». Тирасполь, 2012. С. 321–324.
VIII Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода
605
Argant A., Jeannet M., Argant J., Erbajeva4. M. e big cats of the fossil site Château Breccia Northern Section (Saône-
et-Loire, Burgundy, France): stratigraphy, palaeoenvironment, ethology and biochronological dating. Frankfurt a. M //
Courier Forschunginstitut Senckenberg, 2007. Vol. 259. P. 121–140.
Barnett R., Shapiro B., Barnes I., Ho S.Y.W., Burger J., Yamaguchi N., Higham T.F.G., Wheeler H.T., Rosendahl W., Sher 5.
A.V., Sotnikova M., Kuznetsova T., Baryshnikov G.F., Martin L.D., Harington C.R., Burns J.A. & Cooper A. Phylogeography
of lions (Panthera leo ssp.) reveals three distinct taxa and a Late Pleistocene reduction in genetic diversity // Molecular
Ecology, 2009. Vol. 18. P. 1668–1677.
Baryshnikov G., Boeskorov G.6. e Pleistocene cave lion Panthera spelaea (Carnivora, Felidae) from Yakutia, Russia //
Cranium, 2001. Vol. 18. No.1. P. 7–24.
Burger J., Rosendahl W., Loreille O., Hemmer H., Eriksson T., Gotherstrom A., Hiller J., Collins M.J., Wess T. & Alt K.W.7.
Molecular phylogeny of the extinct cave lion Panthera leo spelaea // Molecular Phylogenetics and Evolution, 2004. Vol.
30. P. 841–849.
Christiansen P., Harris J.M.8. Craniomandibular morphology and phylogenetic anities of Panthera atrox: implications for
the evolution and paleobiology of the lion lineage // Journal of Vertebrate Paleontology, 2009. Vol. 29. No. 3. P. 934–945.
Hankó E., Korsós Z.9. A cladistic analysis of the teeth and mandible morphological characters of Pleistocene lions from
Hungary // Állattani Közlemének, 2007. Vol. 92. No.1. P. 39–51.
Мarciszak A., Stefaniak K10. . Two forms of cave lion: Middle Pleistocene Panthera spelaea fossilis Reichenau, 1906 and Upper
Pleistocene Panthera spelaea spelaea Goldfuss, 1810 from the Biśnik Cave, Poland // Neues Jahrbuch für Geologie und
Paläontologie, 2010. Hf. 258. No. 3. P. 339–351.
Sabol M11. . Masters of the lost word: A hypothetical look at the temporal and spatial distribution of lion-like felids //
Quaternaire, Hors-serie, 2011. Vol. 4. P. 229–236.
Sotnikova M., Nikolskiy P12. . Systematic position of the cave lion Panthera spelaea (Goldfuss) based on cranial and dental
characters // Quaternary International, 2006. Vol. 142–143. P. 218–228.
Sotnikova M., Foronova I. 13. e rst Asian record of Panthera (Leo) fossilis (von Reichenau, 1906) (Mammalia, Carnivora,
Felidae) in the Early Pleistocene of Western Siberia, Russia (в печати).
Article
Full-text available
Molars of mammoths from the Mousterian Layer 11 of the Molodova V Paleolithic site (Dniester Basin) were thoroughly studied. The material was examined using the author's method for construction and analysis of multivariate diagrams in the coordinates of the major dental evolving characters in the Archidiskodon–Mammuthus lineage. According to the morphometric data of M3, and the combination of values of the enamel thickness, length and frequency of plates in a tooth crown, the mammoths analyzed belong to one of thin-enamel groups within the genus Mammuthus. Mammoths with a similar structure of the crown and a peculiar morphology of dental plates were adapted to severe periglacial climates of the late Middle and Late Pleistocene. The conclusions on the ecological confinement of the mammoths discussed and their relative geological age (end of Saalian — first half of Weichselian) determined from their position within the mammoth lineage (in accordance with the M3 parameters), are supported by the results of comprehensive studies of Layer 11 in the Molodova V site, and are in good agreement with other faunal and paleobotanical data.
Article
Full-text available
A hypothetical scenario for the temporal and spatial distribution of extinct and extant lion-like felids is presented on the basis of the latest data on their morphology, genetics, biogeography, and (palaeo-)ecology with the distinguishing of three to four possible "phylogenetic lineages" (African, Asian, European, and American? one). The presence of two to three relative allopatric forms of maneless lion-like felids in the northern Holarctic region during the Late Pleistocene (P. spelaea, P. vereshchagini, and P. atroxl) is assumed as a result of parallelism within the pantherine cats.
Article
Full-text available
The Château site, known since 1863, was rediscovered in 1968 and new excavations were carried out there between 1997 and 2006. Bear remains largely dominated the Château Breccia fossil assemblage, but the characteristic peculiarity of this site was the abundance of big cats. The old karstic system, including the Château Breccia fossil site, has been completely destroyed, primarily by erosion, but later by quarrying. During the Pleistocene the cave served as hibernation dens for bears. This was most likely also the birthplace for bear cubs. These bear cubs, whether alive or dead, could be a significant source of food for big cats during the winter. The stratigraphy of the infill (Northern Section) reveals successive phases of occupation. The two main fossiliferous layers were labelled Breccia 4 (Br. 4) and Breccia 2 (Br. 2), the former being the earliest. In both cases, we noticed different, though equivalent, animal associations: a bear (Ursus deningeri), a big cat (Panthera gombaszoegensis, Panthera spelaea fossilis), a canid (Canis lupus mosbachensis), and constantly Arvicola cantianus (= A. mosbachensis). Palynological analysis indicates a milieu of moderately cold temperatures for the two breccias. It suggests an open landscape with grassy areas and a forest of pine, fir, oak and other broadleaved trees. Thus far, all attempts to obtain absolute dates for the Northern Section of the site have been unsuccessful: 14C and thermoluminescence cannot he used, U/Th and Uranium series dating has failed up to now and ESR is not possible because of the absence of herbivore molars with thick enamel. Therefore, only Ursus deningeri, Panthera gombaszoegensis, Panthera spelaea fossilis, lagomorphs and microfauna with Arvicola cantianus biochronologies allow us to suggest an early Middle Pleistocene age for Breccia 4 and a mid Middle Pleistocene age for Breccia 2. The Château Breccia stratigraphy permits biochronologic dating but also the reliable reconstruction of the evolution of two big cats. Panthera gombaszoegensis is found in the Breccia 4 sediments, the oldest from the site. P. spelaea fossilis and P. gombaszoegensis probably coexisted in Breccia 3. Breccia 2 contains only P. spelaea fossilis, which conforms exactly to what is known about its first appearance in Europe. © E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), 2007.
Article
Full-text available
The great North American Pleistocene pantherine felid Panthera atrox has had a turbulent phylogenetic history, and has been claimed to show affinities to both the jaguar and the tiger; currently, it is most often regarded as a subspecies of the extant lion. The cranial, mandibular, and dental morphology of Panthera atrox was compared with those of extant lions, jaguars, and tigers using bivariate, multivariate, and shape analyses. Results indicate that the skull of Panthera atrox shows lion affinities, but also deviates from lions in numerous aspects. Mandibular morphology is more similar to jaguars and tigers and, as with cranial morphology, the mandible shows a number of traits not present among extant pantherines. Multivariate analyses grouped Panthera atrox separately from other pantherines. Panthera atrox was no lion, and cannot be assigned to any of the extant pantherines; it constituted a separate species. A possible scenario for evolution of P. atrox is that it formed part of a pantherine lineage that entered the Americas in the mid-Pleistocene and gave rise to the extant jaguar and Panthera atrox in the late Pleistocene of North America. These studies suggest that previous models of lion biogeography are incorrect, and although lions may have been present in Beringia, they did not penetrate into the American mainland.
Article
Full-text available
Two forms of cave lion Panthera spelaea Goldfuss, 1810: Middle Pleistocene Panthera spelaea fossilis Reichenau, 1906 and Upper Pleistocene Panthera spelaea spelaea Goldfuss, 1810 are reported from the Bísnik Cave (Częstochowa Upland, Southern Poland). A detailed examination of tooth (particularly carnassials) and mandible morphology provides a basis to discuss the inferred size trend from the earlier, bigger P. s. fossilis to the smaller and more recent chronosubspecies P. s. spelaea. The original acquisition labels and detailed stratigraphy make it possible to place these finds within an updated stratigraphic and biochronological framework. The cave lion remains from the Bísnik Cave show that the large, primitive form fossilis was replaced by the more specialized form spelaea.
Article
Full-text available
To reconstruct the phylogenetic position of the extinct cave lion (Panthera leo spelaea), we sequenced 1 kb of the mitochondrial cytochrome b gene from two Pleistocene cave lion DNA samples (47 and 32 ky B.P.). Phylogenetic analysis shows that the ancient sequences form a clade that is most closely related to the extant lions from Africa and Asia; at the same time, cave lions appear to be highly distinct from their living relatives. Our data show that these cave lion sequences represent lineages that were isolated from lions in Africa and Asia since their dispersal over Europe about 600 ky B.P., as they are not found among our sample of extant populations. The cave lion lineages presented here went extinct without mitochondrial descendants on other continents. The high sequence divergence in the cytochrome b gene between cave and modern lions is notable.
Article
Well-preserved skulls of Late Pleistocene Panthera spelaea are described from two geographically distant regions of Russia situated in the Russian Plain and Northern Siberia. The resemblance of the studied material with contemporaneous fossil lions from Alaska is established. The cranial morphology of P. spelaea confirms its phylogenetic position within the lion group, whereas many of the characters supporting the cave lion's relationship with the tiger are primitive. Both living and cave lions are advanced relative to the Middle Pleistocene P. fossilis in having larger upper incisors and more inflated bullae. P. spelaea also possesses the following advanced characters in common with the living lion: widened muzzle in the canine and P2 areas, wide nasal bones, relatively short pre-orbital part of the skull, laterally widened mastoid area, V-shaped form of the posterior tip of the frontal process of maxillary bone, and reduced cusp on the protocone bulge of P4. These conditions establish P. spelaea as a distinct species.
9. A cladistic analysis of the teeth and mandible morphological characters of Pleistocene lions from Hungary
  • E Hankó
  • Z Korsós
Hankó E., Korsós Z. 9. A cladistic analysis of the teeth and mandible morphological characters of Pleistocene lions from Hungary // Állattani Közlemének, 2007. Vol. 92. No.1. P. 39–51.