Mellan cirka 45 000 och 50 000 år sedan upplevde Australien tre radikala förändringar. Kontinentet var en gång hem till ett menageri av jättevarelser, eller megafauna, såsom pungdjurversioner av lejon, noshörningsstorlekar, enorma känguruer och flyglösa fåglar, men cirka 90 procent av den megafaunaen försvann under denna tid. En stor, relativt kort förskjutning i växtlivet - från gräs till träd - inträffade också under denna period. Och sist men inte minst koloniserade människor Australien under denna period.
Eftersom människors ankomst sammanföll med dramatiska förändringar i djur- och växtlivet i Australien, har många forskare spekulerat att människor påverkade kontinentens flora och fauna. Till exempel kan människor ha bränt landet, kanske av misstag, eller för att koncentrera viltdjur. Denna förändring i växtlivet skulle ha drivit dessa växtberoende växtätare-liksom köttätarna som ropade på dessa växtätare-till utrotning.
Men andra forskare har föreslagit olika förklaringar till dessa förändringar. Exempelvis skulle utrotningen av många växtätande megafauna i Australien ha kunnat utlösa stora upprörelser när det kom till vilka växter som dominerade kontinenten.
För att belysa detta mysterium har ett team av utredare rekonstruerat tidigare förändringar i vegetationen genom att titta på forntida sediment från regionen Murray Canyons Group utanför södra Australien. Detta material deponerades av ett flodsystem som en gång täckte mer än 425 000 kvadratkilometer (1,1 miljoner kvadratkilometer) i sydöstra Australien-ett område som var hem för många av de megafauna som utrotades. Vad de fann tyder på att brandskyddande människor inte var skylden för den drastiska förändringen i landskapets sammansättning.
Kolunderskrifter
Forskarna fokuserade på isotoper av kol i växtvax som finns i gamla jordar och sediment. Kolisotoper skiljer sig åt i hur många neutroner de har i sina atomkärnor - kol-12 har sex neutroner, medan kol-13 har sju. (Båda har sex protoner.)
De typer av gräs som dominerar norra Australien idag har anpassats till varmare, torkare förhållanden och praktiserar mestadels en slags fotosyntes, känd som C4, som använder både kol-12 och den tyngre kol-13-isotopen. Å andra sidan beror träd och buskar som har anpassats till svalare, våtare förhållanden av en typ av fotosyntes som kallas C3, som också tar upp kol-12 och kol-13 men föredrar kol-12. Genom att analysera förhållandena mellan dessa olika kolisotoper inom växtvax, kunde forskarna dra slutsatser om vilka växter som dominerade regionen vid olika tidpunkter tidigare.
Forskarna letade också efter en organisk förening som kallas levoglucosan. Denna molekyl genereras uteslutande under förbränningen av landvegetation, så dess närvaro skulle stärka idén att människor förändrade landskapet med eld.
Resultaten av studien visade att för cirka 44 000 till 58 000 år sedan C4-växter tydligen dominerade regionen mycket som de gör idag, vilket utgör 60 till 70 procent av vegetationen där. För 43 000 år sedan utgör C4-växter emellertid endast 40 procent av vegetationen där. Det var en matchande ökning av C3-växter som varade i cirka 5 000 år.
Vilket kom först?
Denna förändring i växtlivet kom troligen efter utrotningen av megafauna för cirka 44 000 till 49 000 år sedan, inte innan det, föreslår studieforskarna. Detta kan utesluta människans användning av eld som orsak till dessa massdödsfall.
Istället antyder denna upptäckt att en utrotning av megafauna växtätare som normalt bläddrade på C3-växter, vilket gör att träd och buskar kan stiga i dominans. Detta ledde i sin tur till att en mer utsatt vegetation byggdes upp i det australiensiska landskapet, säger forskarna.
"I 150 000 år av klimatförändringar i sydöstra Australien skedde massor av förändringar i vegetationen, men ingen var så stark och plötslig som förändringen för 43 000 år sedan orsakad av utrotningen," forskare Stefan Schouten, geokemist vid NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, berättade LiveScience.
Forskare är fortfarande inte säkra på vad som orsakade utrotningen av Australiens megafauna-växtätare i första hand. Människor förblir en potentiell syndare för utrotningen av megafauna - de anlände till kontinenten för cirka 45 000 till 54 000 år sedan, innan denna förändring i regionens växtliv, vilket tyder på att de kunde ha orsakat nedgången av megafauna som ledde till växten omvälvning.
Forskarna detaljerade sina resultat online 30 juni i tidskriften Nature Geoscience.
