A 17 millió éves majomfogak feltárása új betekintést engedhet a korai emberi evolúcióba

Az évszakok időzítése és intenzitása meghatározza a körülöttünk lévő életet, beleértve a madarak eszközhasználatát, a zsiráfok evolúciós diverzifikációját és a legközelebbi főemlős rokonaink viselkedését.

Egyes tudósok azt állítják, hogy a korai emberek és őseik is a környezetükben bekövetkezett gyors változások eredményeként fejlődtek ki, de ennek az elképzelésnek a tesztelésére szolgáló fizikai bizonyítékok mindeddig megfoghatatlanok voltak.

Több mint egy évtizednyi munka után olyan megközelítést dolgoztunk ki, amely a fogászati ​​kémiát és a növekedést használja arra, hogy információkat nyerjen ki a szezonális csapadékmintázatokról az élő és fosszilis főemlősök állkapcsaiból.

Megosztjuk a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban nemrég megjelent közös tanulmány eredményeit.

A fogak környezeti időgépek

Gyermekkorunkban fogaink mikroszkopikus rétegekben nőnek, hasonlóan a fákban található évgyűrűhöz. A minket körülvevő világ szezonális változásai, mint például a szárazság és a monszun, hatással vannak testünk kémiájára. Az ilyen változások bizonyítékát a fogaink rögzítik.

Ennek az az oka, hogy az ivóvíz oxigénizotóp-összetétele természetesen változik a hőmérséklet és a csapadékciklusok függvényében. Meleg vagy száraz időben a felszíni vizekben több nehéz oxigénizotóp halmozódik fel. Hűvös vagy nedves időszakokban a könnyebb izotópok gyakoribbak.

Ezek az időbeli és éghajlati adatok a megkövesedett fogzománcban maradnak, amely évmilliókig képes megőrizni a kémiai stabilitást. De a növekedési rétegek általában olyan kicsik, hogy a legtöbb kémiai technika nem tudja mérni őket.

A probléma megkerülése érdekében összefogtunk Ian Williams geokémikussal, az Ausztrál Nemzeti Egyetemről, aki az iparág vezető Sensitive High Resolution Ion Microprobe (SHRIMP) létesítményeit kezeli.

Vizsgálatunk során részletes adatokat gyűjtöttünk a fogképzésről és a zománc kémiájáról több mint két tucat, egyenlítői Afrikából származó vadon élő főemlős fogának szeleteiről.

Elemeztük egy szokatlan nagytestű majom két fosszilis őrlőfogát is Afropithecus turkanensis aki 17 millió évvel ezelőtt Kenyában élt. Különféle majomcsoportok lakták Afrikát ebben az időszakban, körülbelül 10 millió évvel korai őseink, a homininok evolúciója előtt.

Vékony szelet egy 17 millió évesből Afropithecus a polarizált fénnyel megvilágított fog progresszív növekedést mutat (jobbról balra). Több mint három éven keresztül vagy 1148 napon keresztül hetente mikromintát vettünk ebből a fogból az oxigénizotópokból.
Tanya M. Smith

Búvárkodás egy ősi afrikai tájon

Kutatásunk számos aspektusa hasznos a környezeti minták és a főemlősök evolúciója közötti kapcsolat megértésében.

Először is közvetlen kapcsolatot figyelünk meg a történelmi afrikai esőminták és a főemlősök fogászati ​​kémiája között. Ez a vadon élő főemlősökre alkalmazott régészeti és földtudományi rendkívül befolyásos ötlet első tesztje: a fogak képesek rögzíteni a szezonális környezeti változások finom részleteit.

Képesek vagyunk dokumentálni az éves esős évszakokat Nyugat-Afrikában és azonosítani a szárazság végét Kelet-Afrikában. Más szóval, „láthatjuk” azokat a viharokat és évszakokat, amelyek az ember korai életében fellépnek.

És ez egy másik fontos szemponthoz vezet. A főemlősök oxigénizotóp-méréseinek eddigi legnagyobb rekordját kínáljuk Afrika különböző környezeteiből, amelyek hasonlíthatnak az ősi homininekre.

Végül sikerült rekonstruálnunk az éves és féléves éghajlati ciklusokat és a látszólagos környezeti változásokat a két fosszilis majom fogai közé szorult információk alapján.

Megfigyeléseink alátámasztják azt a hipotézist, hogy: Afropithecus bizonyos jellemzőket az évszakos éghajlathoz és a kihívásokkal teli tájhoz való alkalmazkodásra fejlesztettek ki. Például speciális fogászati ​​jellemzőkkel rendelkezett a kemény tárgyak etetésére, valamint hosszabb volt a moláris növekedési időszak a korábbi majmokhoz és emberszabásúakhoz képest – összhangban azzal az elképzeléssel, hogy szezonálisan változatosabb ételeket fogyasztott.

Oxigén izotópok a fogakból Afropithecus feltárják a nedves és száraz évszakokat, amelyek 17 millió évvel ezelőtt fordultak elő Kelet-Afrikában.
Daniel R. Green és Tanya M. Smith

Munkánkat a következő adatok összehasonlításával zárjuk: Afropithecus az ugyanabból a kenyai régióból származó fosszilis homininok és majmok korábbi tanulmányairól. Részletes mikromintavételünk megmutatja, hogy a fogak kémiája mennyire érzékeny a kis klímaváltozásokra.

A több mint 100 fosszilis fogon végzett korábbi tanulmányok figyelmen kívül hagyták a fogak oxigénizotóp-összetételének legérdekesebb részét: a táj hatalmas évszakos változásait.



Bővebben: Mit árulnak el a fogak az ókori emberek és a neandervölgyiek életéről és környezetéről


Kutatási potenciál az otthonhoz közelebb

Ez az új kutatási megközelítés a fosszilis majmokra és a modern főemlősökre vonatkozó adatokkal kombinálva kulcsfontosságú lesz a hominin evolúció jövőbeni tanulmányozásában, különösen Kenya híres Turkana-medencéjében.

Egyes kutatók például azt sugallták, hogy a takarmánykeresés és a kőeszközök használatának szezonális különbségei segítették az emberszabásúak fejlődését és együttélését Afrikában. Ezt az elképzelést nehéz volt bizonyítani vagy cáfolni, részben azért, mert a szezonális éghajlati folyamatokat nehéz kivonni a fosszilis feljegyzésekből.

Megközelítésünket kiterjeszthetjük Ausztrália vidéki állati maradványaira is, hogy jobban megértsük a történelmi éghajlati viszonyokat, valamint azokat a történelem előtti környezeti változásokat, amelyek Ausztrália egyedülálló modern tájait formálták.



Bővebben: A régészet segíthet felkészülni a jövő éghajlatára – nem csak visszatekintve


Leave a Comment

%d bloggers like this: