0 просмотров

Как изменение климата могло повлиять на эволюцию человека

Следы ледникового периода

Климат Земли всегда находился в состоянии постоянного изменения. С тех пор, как миллионы лет назад наши предки отделились от эволюционного древа приматов, планета столкнулась с резкими перепадами между влажными и засушливыми периодами, а также с длительными ледниковыми заморозками и оттепелями. Понятно, что ранние люди смогли пережить такие изменения — наше существование подтверждает их успех. Но все большее число ученых считают, что крупные климатические сдвиги, возможно, также сформировали некоторые определяющие черты человечества.

В частности, несколько крупных эволюционных скачков, таких как увеличение размера мозга и использование сложных инструментов, по-видимому, совпадают со значительным изменением климата. «Я думаю, если честно, все, что у нас есть на данный момент, — это совпадение», — сказал Питер Б. де Менокаль из Земной обсерватории Ламонта-Доэрти Колумбийского университета. Но он и другие исследователи изучают несколько линий доказательств, от древних зубов до отложений морского дна, чтобы увидеть, можно ли подтвердить более конкретную связь.

Эти данные также помогают ученым анализировать возможные теории того, как климат мог вызвать эволюционный прогресс.Например, одна идея состоит в том, что большие скачки вперед были вызваны не адаптацией к конкретному изменению среды обитания, а серией частых изменений. Другими словами, люди эволюционировали, чтобы жить в условиях неопределенности. Рик Поттс из программы «Происхождение человека» Смитсоновского института называет эту идею «отбором изменчивости», и вполне возможно, что по крайней мере два основных эволюционных события могут быть связаны с периодами нестабильности климата.

Статья в тему:  Кто продал ядерное оружие Северной Корее

«Примерно между 3 и 2,5 миллионами лет назад линия «Люси» [Австралопитек афарский] вымерли и первые представители нашего собственного рода, гомо, появился. Первые простые каменные орудия также появились вместе с этими окаменелостями, которые обладали некоторыми современными чертами, такими как больший мозг», — говорит деМенокал. «Затем, между 2 миллионами и 1,5 миллионами лет назад, мы видим Человек прямоходящий.У этого гоминида с большим мозгом был скелет, очень похожий на наш, более сложные инструменты, такие как топоры с двойным лезвием, и новые модели поведения, которые впервые вывели первых людей из Африки.

Череп Селама

Оба эти события произошли в то время, когда местный климат претерпевал резкие изменения. Мы знаем, например, что около 3 миллионов лет назад — примерно в то время, когда гомо появились виды — Африка переходила от лесных районов к открытым пастбищам по мере высыхания климата. Это простое изменение пейзажа может быть одной из причин, по которой ранние люди отказались от лазания и перешли к прямохождению. Но недавние данные, собранные с морского дна, дают еще более подробный взгляд на изменение климата в этот период.

Для своей работы деМенокал бурит морское дно вдоль африканского побережья, где отложения, которые уже давно рассеялись на суше, остаются упорядоченными слоями. Отложения, вынесенные ветром из Африки и Аравии, накапливались здесь со скоростью около 1,5 дюймов за 1000 лет, создавая климатический слоеный пирог из чередующихся светлых и темных полос. В засушливые периоды на слоях появляется темная песчаная грязь, выносимая в море древними муссонами.Во влажные периоды слои содержат легкие скопления большого количества окаменелого планктона.

Статья в тему:  Какой газ вносит наибольший вклад в парниковый эффект?

Ядра показывают колебания между очень влажными и очень засушливыми периодами примерно каждые 20 000 лет. Это следует за регулярным циклом, управляемым колебанием орбиты Земли, которое увеличивает и уменьшает количество доступного солнечного света, попадающего на планету. Эти периоды колебаний происходили очень быстро в масштабах геологического времени. Любопытно, что наиболее выраженные колебания произошли от 3 до 2,5 миллионов лет назад, а затем снова миллион лет спустя — в течение двух основных периодов развития раннего человечества.

Дальнейшие свидетельства этого нестабильного древнего мира можно найти в современной Африке. Великая рифтовая долина является домом для многих наиболее важных окаменелостей в ранней эволюции гоминидов, поэтому Марк Маслин, географ из Университетского колледжа Лондона, изучил палеоклиматические данные долины. Его команда обнаружила, что бассейны озер были очень чувствительны к одним и тем же быстрым изменениям климата примерно 2,5 миллиона лет назад и 1,7 миллиона лет назад. «Эти пресноводные озера могут наполняться или исчезать в зависимости от количества осадков», — говорит он. «Мы обнаружили, что эти конкретные периоды или «импульсы», когда озера появляются и исчезают, напрямую связаны с крупными изменениями в эволюции человека. Эти две записи абсолютно совместимы».

Анализ ископаемых зубов, богатый изотопными данными углерода, помогает уточнить, что наши предки ели и пили в эти нестабильные периоды и какие типы окружающей среды они называли своим домом. Эти исследования показывают гомо Де Менокаль говорит, что это противоречило тенденции, согласно которой более ранние народы пассивно питались расширяющимися пастбищами. Это указывает на то, что более успешные ранние люди искали разнообразные варианты пищи в разные периоды, даже несмотря на то, что африканский ландшафт в долгосрочной перспективе стремился к более однородной пастбищной среде.

Статья в тему:  Где больше всего сказывается глобальное потепление

«Около 2 миллионов лет назад, глядя на зубы гомо, вы видите диету, которая почти 50-50 разделена между травами и другими продуктами», — говорит деМенокал.«Поэтому появляется все больше геохимических свидетельств изменений в рационе, которые указывают на большую гибкость, включая обработку туш, большие миграции и поведенческие изменения, которые действительно указывают на другой образ жизни». гомо передали эти ценные черты будущим линиям, в то время как современные виды с более ограниченным рационом вымерли.

Атапуэрка Челюстная кость Испания

Но простое выявление возможной связи между изменением климата и эволюционными скачками не поможет ученым выяснить, что именно вызвало тот или иной прогресс, говорит Маслин.

«Я думаю, что существует множество интригующих теорий эволюции человека, но на самом деле каждая из них может быть верной», — говорит он. «Таким образом, вы можете выбрать любой период в этом меняющемся ландшафте, и он может повлиять на другую черту». Например, правдоподобно предположить, что мозг наших предков мог расшириться, когда озера были очень изменчивы, потому что гомининам пришлось стать умнее, чтобы определить, откуда будет поступать их следующая пища, говорит Маслин.

«С другой стороны, может быть так, что во влажные периоды, когда ресурсов много, срабатывает половой отбор, и самые умные самки говорят: «Кто из самцов контролирует группу, тот мне и партнер». ». Исследования более поздних периодов, таких как средний каменный век (около 80 000–40 000 лет назад), связывают быстрое изменение климата, создавшее влажные условия в Южной Африке, с новшествами в языке и культурной самобытности, включая символические гравюры и украшения из ракушек.

Статья в тему:  Как будут жить дома на острове Хомосасса с глобальным потеплением

А подъем сельского хозяйства примерно 10 000 лет назад совпадает с изменением климата после окончания последнего оледенения. Некоторые ученые предполагают, что отступающий лед облегчил или, возможно, даже сделал необходимым одомашнивание растений на Ближнем Востоке. Но существуют и смешанные сигналы. Маслин говорит, что более поздние расширения мозга раннего человека — меньшие, но все же значительные скачки — происходили в периоды относительно стабильного климата.

Другие исследователи предполагают, что древнее изменение климата действовало на людей более похоже на эволюционную адаптацию, наблюдаемую у других животных и растений. Джон Стюарт из Борнмутского университета считает, что изменение климата, вероятно, перемещало людей по ландшафту современной Европы и Азии, изолируя некоторые популяции и создавая условия, которые могут привести к эволюционным сдвигам и возникновению новых видов.

Исследования показали, что прошлые ледниковые периоды, возможно, вынудили такие виды, как ежи, перебраться в более мелкие районы или рефугиумы, где они могли выжить. Эти виды не были генетически одинаковыми, когда они появились и расширились по мере возвращения предпочитаемого ими климата. Если эти процессы действовали таким же образом на гоминидов, то неандертальцы и денисовцы, возможно, произошли от ранних групп, таких как гейдельбергский человек, когда они оказались изолированными в небольших пригодных для жизни уголках холодного Северного полушария.

«Мы изучили другие организмы и то, как они адаптировались в течение нескольких последних межледниковых циклов», — говорит Стюарт, имея в виду работу, проделанную с Крисом Стрингером из Музея естественной истории в Лондоне. «Кажется, что некоторые закономерности возникают, когда вы смотрите на географическое распространение и генетику, и мы смотрели на людей в том же свете. Если мы верим в органическую эволюцию, мы не должны изобретать новые процессы для человека или относиться к ним как к частному случаю. Мы должны вписать их в эту большую картину».

Статья в тему:  Как сделать ядерный бункер

Процесс может работать иначе в местах ближе к экватору, где изменение климата, возможно, не было таким экстремальным, добавляет Стюарт. И он считает, что его теория не является взаимоисключающей с типом отбора изменчивости, который поддерживают Рик Поттс, Питер де Менокаль и другие.

«Но я действительно думаю, что для меня отбор изменчивости не является механизмом создания нового вида. Это скорее механизм создания успешной линии, которая может распространяться и позволять ей справляться с множеством различных сценариев», — говорит Стюарт.«Чтобы сделать два вида из одного, я думаю, вам нужна такая географическая изоляция, которая была вызвана климатом». Тем не менее, говорит он, «в этом нет никаких сомнений — люди способны справляться с множеством различных вещей, и что-то в эволюции должно было сделать это так».

Брайан Хэндверк — научный корреспондент из Амхерста, Нью-Гемпшир.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector