Paleoenvironment from the Nahuel Huapi Region (Argentina) based on δ13C and δ15N and AMS dates from extinct and extant species of the last 20.000 cal BP

Abstract

The Nahuel Huapi Region (North Patagonia, Argentina) preserves a rich paleontological and archaeological record of the last ca. 20,000 cal BP. This interval corresponds to the climatic fluctuations of the last part of the Late Pleistocene-Holocene period and a number of biotic events, including the megamammals extinction as well as the first arrival and expansion of Homo sapiens, which shaped the modern landscape and faunal communities. The mammals from this record contribute with information based on their isotopic composition (δ13C and δ15N) that allows to derive some preliminary inferences on paleoenvironmental changes during this crucial time-period. In this study, 15 new isotopic values and four new AMS ages are provided, including the first isotopic estimates of Megatherium americanum and Mylodontinae (Xenarthra, Folivora) from the Last Glacial Maximum in Patagonia. Isotopic informationof these giant ground sloths is also compared with available values of the South America Southern Cone. Currently, Nahuel Huapi Region has one of the most marked West-to-East longitudinal gradients in the world. In δ13C values remain stable through the entire period, reflecting the predominance of C3 plants. δ15N values show that the current climatic gradient was still not developed by ca. 20,000 cal BP ago. Mylodontinae rapidly colonized the West by ca. 13,500 cal BP, coping with climatic fluctuations. Drastic changes took afterwards, including the last appearance of megafauna and the first dispersal of Homo sapiens by 12,500 cal BP. δ15N values in the East section shows less abrupt changes. Holocene conditions were ameliorated, but the region still remained more open with shrubland’s patches, which contrasts with the nearby forested West.

La Región del Nahuel Huapi (Patagonia Norte, Argentina) conserva un rico registro paleontológico y arqueológico de los últimos ca. 20.000 cal BP. En dicho intervalo, las fluctuaciones climáticas de la última parte del período Pleistoceno Tardío-Holoceno, así como los eventos bióticos de la extinción de la megafauna, incluyendo la primera llegada y expansión de Homo sapiens, se formó el paisaje y las comunidades faunísticas modernas. Los mamíferos de este registro aportan información basada en su composición isotópica (δ13C y δ15N), la cual permite derivar algunas inferencias preliminares sobre los cambios paleoambientales durante dicho período crucial. En este estudio se presentan 15 valores isotópicos y cuatro edades AMS inéditas, incluyendo las primeras estimaciones isotópicas de Megatherium americanum y Mylodontinae (Xenarthra, Folivora) del Último Máximo Glacial en la Patagonia. La información de estos perezosos terrestres gigantes también se compara con los valores disponibles del Cono Sur Sudamericano. Actualmente, la Región del Nahuel Huapi presenta uno de los gradientes longitudinales de Oeste a Este más marcados del mundo. Los valores de δ13C se mantienen estables durante todo el período, reflejando el predominio de plantas C3. Los valores de δ15N muestran que el gradiente climático actual aún no se había desarrollado hace ca. 20.000 cal BP. Los Mylodontinae colonizaron rápidamente el Oeste alrededor de ca. 13.500 cal BP, enfrentando las fluctuaciones climáticas. Cambios drásticos ocurrieron después, incluyendo la última aparición de la megafauna y la primera dispersión de Homo sapiens alrededor de 12.500 cal BP. En el Este, los valores de δ15N muestran cambios menos abruptos. Las condiciones del Holoceno mejoraron, pero la región aún permaneció más abierta con parches de matorrales, lo que contrasta con el cercano boscoso Oeste.