Australien var en gång hemvist för jättelika reptiler, pungdjur och fåglar (och en del andra som inte var så jättelika), men utrotningen av megafaunan har varit föremål för en debatt som har pågått sedan 1800-talet.

Trots stora framsteg i de tillgängliga vetenskapliga teknikerna för att undersöka problemet har svaret på nyckelfrågan om hur de dog ut förblivit svårlöst.

Samma frågor som de som ställdes på 1800-talet av vetenskapsmän som den brittiske komparative anatomin Sir Richard Owen och den preussiske vetenskapsmannen och upptäcktsresanden Ludwig Leichhardt kvarstår: var det människor som var ansvariga för deras utdöende eller var det klimatförändringarna?

Vår nya forskning, som publiceras i den senaste tidskriften Quaternary Science Reviews, visar att de tidiga människorna i Australien levde tillsammans med en del av megafaunan i flera tusen år innan djuren utrotades.

De första australierna

Många forskare har tidigare hävdat att megafaunan dog ut strax efter de första australiernas ankomst.

Det har till exempel hävdats att kanske eldning av landskapet dramatiskt förändrade det gamla Australiens ekologi. Särskilt en art, den jättelika flyglösa fågeln Genyornis newtoni, undersöktes och visade sig ha dukat under för betydande habitatförändringar och direkt predation.

Men hypotesen om Genyornis utdöende har fått betydande kritik på grund av uppkomsten av motbevis. För det första anses de äggskal som tros komma från Genyornis av ledande paleontologer kanske komma från en mycket mindre megapod.

Bevisen för eldning av landskapet, som studerats genom genomet hos eldkänsliga växter, visar inte på några uppgifter om att växter genomgått genetiska flaskhalsar till följd av betydande eldningshändelser.

Det verkar som om aboriginska befolkningar kanske inte varit så stora förrän mycket senare i förhistorien. Vår genomiska forskning har visat att betydande demografiska förändringar inte inträffade förrän för cirka 10 000 år sedan. De genomiska bevisen tyder på att aboriginska populationer under tiotusentals år inte var så stora.

En noggrannare analys av dokumentationen avslöjar ofta en helt annan bild.

En dateringslek

Kritisk för att förstå när megafaunan dog ut är dateringen, och idealt sett ger tillämpningen av flera dateringstekniker den finaste upplösningen. Om två olika dateringstekniker kommer fram till liknande datum är detta ett mycket gott tecken för en arts ålder.

Under de senaste åren har det föreslagits att det finns mycket få bra datum för megafaunans utdöende. Vissa har hävdat att det är möjligt att många av de cirka 45 megafaunaarter som tros ha dött ut efter 50 000 år sedan i själva verket kan ha glidit ner i avgrunden för utrotning tiotusentals år innan de första australierna anlände.

Ett sätt att testa de olika utdöendemodellerna är att leta efter megafauna i landskap som uppvisar kontinuerlig aboriginsk ockupation under de senaste 50 000 åren. Dessa landskap bör helst också ha förutsättningar för att bevara fossila ben.

Det finns mycket få sådana platser, men ett undantag i Australien är Willandra Lakes World Heritage Area i New South Wales.

Om vi kan visa att megafaunan försvinner strax efter att de första australiensarna anlände, har vi stöd för modellen med snabbt utdöende. Om vi visar att megafauna och människor samexisterade under många år, måste vi kanske söka andra förklaringar till deras utdöende.

I teorin låter detta ganska okomplicerat, men tyvärr är det långt ifrån fallet. Även om det finns megafaunafossil i hela Willandra-landskapet har många av dem eroderat ut ur sina ursprungliga begravningskontexter.

Vi kan få åldersbedömningar av dessa fossil med hjälp av uran-seriedatering (U-serien), men de utgör endast minimala åldersbedömningar. Om vi kan hitta fossil som fortfarande är inneslutna i sina ursprungliga sediment kan vi datera sandkornens ålder med hjälp av en teknik som kallas optiskt stimulerad luminescensdatering (förkortat OSL).

Om vi daterar fossilet direkt med U-serier får vi fram en uppskattning av den lägsta åldern. Genom att datera de sandkorn som ett fossil finns i kommer vi fram till det maximala åldersintervallet.

Tyvärr fungerar inte koldatering inom Willandra för megafaunafossil eftersom det aldrig verkar finnas tillräckligt med kollagen kvar i benet för att få fram en koldatering.

Ett banbrytande fossilfynd – på museet

Efter mycket fältarbete utspritt över ett antal år hade vi väldigt lite tur med att hitta in situ-fossil. Vi hittade många exemplar, men dessa var ofta isolerade ben som satt på eroderade ytor.

Men ett exemplar som hittades några decennier före vår sökning gav en utmärkt dateringsmöjlighet.

Zygomaturus trilobus var ett stort lumpande wombatliknande pungdjur, i storlek som en mycket stor tjur. Vi vet mycket lite om dess ekologi, och vi vet ännu mindre om när och hur den dog ut.

Ett exemplar av detta extraordinära pungdjur med sina stora utstående kindben (zygomatics) grävdes ut vid två olika tillfällen på 1980-talet, först av zoologen Jeanette Hope och senare av arkeologerna Harvey Johnston och Peter Clarke.

Djurets överkäke (maxilla) skickades till Australiensiska museet i Sydney där det förvarades inkapslat i sina ursprungliga sediment. Underkäken kan ses på en utställning i Mungo National Park.

Klimatet katalysatorn för utrotning?

Genom att ta sedimentprover för OSL-datering och genom att datera fossilet direkt med U-seriedatering kunde vi visa att exemplaret dog någon gång för cirka 33 000 år sedan.

Aboriginalfolket anlände till Willandra för cirka 50 000 år sedan. Det är alltid möjligt att man i framtiden kommer att hitta tidigare bevis för de första australierna i detta landskap.

Det Zygomaturus-exemplaret visar att människor och megafauna samexisterade i minst 17 000 år. Arten verkar faktiskt ha funnits fram till den period då klimatet började förändras dramatiskt, känd som den sista istidscykeln som ledde fram till den sista istiden.

Vidare är vårt datum för 33 000 år sedan inte Zygomaturus’ utdöende, utan bara de senast daterade kvarlevorna av denna ikoniska art.

Möjligen blev Willandra-sjöarna en tillflyktsort för både megafjuren och människorna på grund av att det omgivande slättlandskapet innehöll mindre vatten. Detta kan ha lett till att arter som Zygomaturus och människor kom i ökad kontakt?

Detta enda fossil har ändrat karaktären på debatten om megafaunans utdöende. Vi kan nu överge hypotesen om snabb/överdödning och börja reda ut hur klimatet kan ha spelat en roll, eller hur förändringar i aboriginernas befolkningsantal kan ha påverkat megafaunans ekologi?

Vi bör börja bygga upp en förståelse för hur dessa djur spelade en roll i ekologin i det gamla Australien. Var de till exempel avgörande för förvaltningen av vissa livsmiljöer, precis som megafaunan i Afrika är i dag?

Vi vet nästan ingenting om ekologin hos de flesta av dessa arter.

Det är möjligt att vissa arter av megafauna samexisterade under ännu längre tid, så mycket arbete återstår att göra. Det finns fortfarande mycket att lära om Australiens gamla megafauna.