Maapallon ilmasto on aina ollut muuttumattomassa tilassa. Siitä lähtien, kun esi-isämme haaroittivat kädellisten evoluutiopuun miljoonia vuosia sitten, planeetalla on ollut edessään rajuja heilahteluja kostean ja kuivan ajanjakson välillä, samoin kuin pitkäikäisiä jäätikköjäätymiä ja sulaa. On selvää, että varhaiset ihmiset pystyivät selviytymään tällaisista muutoksista - olemassaolomme vahvistaa heidän menestyksensä. Mutta yhä useammat tutkijat ajattelevat, että suuret ilmastomuutokset ovat saattaneet myös väärentää joitain ihmiskunnan määritteleviä piirteitä.
Erityisesti muutama suuri evoluutiohyppy, kuten suuremmat aivot ja monimutkainen työkalujen käyttö, näyttäisi vastaavan merkittäviä ilmastomuutoksia. "Mielestäni rehellisesti sanottuna kaikki, mitä meillä tällä hetkellä on, on sattumaa", sanoi Peter B. deMenocal Columbian yliopiston Lamont-Doherty -maan observatoriosta. Mutta hän ja muut tutkijat etsivät useita todisteita, muinaisista hampaista merenpohjan sedimentteihin, jotta voidaan selvittää, voidaanko konkreettisempaa yhteyttä tukea.
Tiedot auttavat myös tutkijoita selvittämään mahdollisia teorioita siitä, kuinka ilmasto on saattanut laukaista evoluution edistymisen. Yksi idea on esimerkiksi, että suuria harppauksia eteenpäin ei johdu sopeutumisesta tiettyyn luontotyypin muutokseen, vaan joukosta toistuvia muutoksia. Toisin sanoen, ihmiset kehittyivät elämään epävarmuudella. Rick Potts Smithsonian Institutionin Human Origins -ohjelmassa kutsuu tätä ajatusta "variaatiovalinnaksi", ja on mahdollista, että ainakin kaksi suurta evoluutiotapahtumaa voidaan yhdistää ilmaston epävakauden ajanjaksoihin.
”Karkeasti 3–2, 5 miljoonaa vuotta sitten” Lucyn ”[ Australopithecus afarensis ] suvun sukupuutto sukupuuttoon sukupuuttoon ilmestyi ja oman suvumme, Homo, ensimmäiset jäsenet ilmestyivät. Ensimmäiset yksinkertaiset kivityökalut ilmestyivät myös niiden fossiilien kanssa, joissa oli joitain moderneja piirteitä, kuten isommat aivot ”, deMenocal sanoo. ”Sitten, välillä 2–1, 5 miljoonaa vuotta sitten, näemme Homo erectuksen. ”Suuremmalla aivolla varustetulla homininilla oli luuranko hyvin kuin omat, hienostuneemmat työkalut, kuten kaksiteräiset akselit ja uudet käytökset, jotka johtivat varhaiset ihmiset ensimmäistä kertaa Afrikkaan.
Tämä Etiopiasta löydetyn Australopithecus afarensis- lapsen kallo juontaa juurensa noin 3, 3 miljoonaa vuotta sitten. (EUAN DENHOLM / X01999 / Reuters / Corbis) Molemmat näistä tapahtumista tapahtuivat aikoina, jolloin paikallisessa ilmastossa tapahtui dramaattisia muutoksia. Tiedämme esimerkiksi, että noin 3 miljoonaa vuotta sitten - noin aikaan, kun ensimmäiset homolajit ilmestyivät - Afrikka oli siirtymässä metsäisiltä alueilta avoimille nurmeille ilmaston kuivuessa. Tämä suoraviivainen muutos maisemissa voi olla osa sitä, miksi varhaiset ihmiset kehittyivät pois kiipeilystä kohti kohti kävelyä pystyssä. Mutta äskettäin merenpohjalta kerätyt todisteet antavat entistä tarkemman kuvan ilmastonmuutoksesta tänä aikana.
Työnsä vuoksi deMenocal poraa merenpohjaan Afrikan rannikkoa pitkin, missä sedimentit, jotka olisivat jo kauan sitten levittäytyneet maahan, pysyvät asianmukaisella tasolla. Afrikasta ja Arabiasta merelle puhallettuja sedimenttejä on kertynyt täällä nopeudella noin 1, 5 tuumaa tuhatta vuotta kohti, mikä on luonut ilmastokerroksen kakun, jossa on vuorottelevat vaaleat ja tummat kaistaleet. Kuivausaikana kerroksissa on tumma, rakeinen lika, jonka muinaiset musonit ovat puhalleneet mereen. Märissä aikoina kerrokset sisältävät runsaasti kivittyneen planktonin kevyitä sulautumisia.
Ytimet paljastavat vaihtelut erittäin märien ja erittäin kuivien ajanjaksojen välillä noin 20 000 vuoden välein. Tämä seuraa säännöllistä sykliä, jota säätelee maapallon kiertoradalla tapahtuva heiluminen, joka lisää ja vähentää planeetalle iskevän käytettävissä olevan auringonvalon määrää. Nämä värähtelyjaksot tapahtuivat hyvin nopeasti geologisilla aika-asteikoilla. Kiinnostavaa kyllä, voimakkaimmat vaihtelut tapahtuivat 3–2, 5 miljoonaa vuotta sitten ja jälleen miljoona vuotta myöhemmin - ihmisen varhaisen etenemisen kahden suuren ajanjakson aikana.
Lisätodisteita tästä epävakaasta muinaisesta maailmasta löytyy nykyaikaisesta Afrikasta. Suuri Rift-laakso on koti monille tärkeimmistä fossiileista varhaisessa hominin evoluutiossa, joten Lontoon University Collegen maantieteilijä Mark Maslin tutki laakson paleoklimaattista tilannetta. Hänen tiiminsä havaitsi, että siellä sijaitsevat järvialueet olivat erittäin herkkiä samoille nopeille ilmastomuutoksille noin 2, 5 miljoonaa vuotta sitten ja 1, 7 miljoonaa vuotta sitten. "Nämä makean veden järvet voivat täyttyä tai kadota muutoksilta sademäärältä", hän sanoo. ”Huomasimme, että nämä tietyt ajanjaksot, tai” pulssit ”, kun järvet tulevat ja menevät, korreloivat suoraan ihmisten evoluution merkittävien muutosten kanssa. Nämä kaksi levyä ovat täysin yhteensopivia. ”
Fossiilisten hampaiden analyysi, joka sisältää runsaasti hiili-isotooppitietoja, auttaa tarkentamaan edelleen sitä, mitä esi-isämme söivät ja juoivat näinä haihtuvina ajanjaksoina ja millaisia ympäristöjä he kutsuivat kotiin. Nämä tutkimukset osoittavat, että Homo houkuttelee trendiä, jossa aikaisemmat ihmiset passiivisesti ruokkivat laajentuneita nurmeja, sanoo deMenocal. Tämä osoittaa, että menestyneemmät varhaiset ihmiset etsivät monipuolisia ruokavaihtoehtoja vaihtelevana ajanjaksona, vaikka Afrikan maisema sujui pitkällä aikavälillä yhtenäisemmällä nurmiympäristöllä.
"Noin 2 miljoonaa vuotta sitten Homo : n hampaita tarkasteltaessa näet ruokavalion, joka on lähes 50-50 jaettu ruohojen ja muiden ruokien välillä", deMenocal sanoo. "Joten on olemassa lisääntyviä geokemiallisia todisteita ruokavalion muutoksista, jotka osoittavat suurta joustavuutta, mukaan lukien ruhojen käsittely, suuret muuttoliikkeet ja käyttäytymismuutokset, jotka todella näyttävät viittaavan erilaiseen elintapaan." Homo antoi nämä arvokkaat piirteet tuleville linjoille, kun taas nykyajan lajeilla, joilla on enemmän rajoitettu ruokavalio kuoli.
Pala varhaisesta ihmisen esi-isästä, joka löytyi noin 1, 2 miljoonan vuoden juuresta Espanjan sivustolta. (Sani Otero / epa / Corbis) Mutta pelkästään mahdollisen yhteyden tunnistaminen muuttuvan ilmaston ja evoluutiohyppyjen välillä ei auta tutkijoita selvittämään tarkalleen, mikä sai aikaan tietyn edistyksen, Maslin sanoo.
"Mielestäni ihmisen evoluutiosta löytyy paljon kiehtovia teorioita, mutta kumpikin voi olla oikeassa", hän sanoo. ”Joten voit valita minkä tahansa ajanjakson tässä muuttuvassa maisemassa ja se on saattanut vaikuttaa erilaiseen piirteeseen.” Esimerkiksi on uskottavaa teorioida, että esi-isiemme aivot ovat saattaneet laajentua, kun järvet olivat hyvin vaihtelevia, koska hominiinien piti tulla älykkäämpiä selvittää mistä heidän seuraavat ateriansa tulevat, Maslin sanoo.
"Toisaalta voi olla, että märillä aikoina, kun resursseja on paljon, seksuaalinen valinta potkaistaan ja taitavimmat naiset sanovat: kumpi miehistä hallitsee ryhmää, minulla on hänet kumppanina . ”Tutkimukset myöhemmistä ajanjaksoista, kuten keskiaikakaudesta (noin 80 000–40 000 vuotta sitten), yhdistävät nopean ilmastonmuutoksen, joka loi Etelä-Afrikassa märät olosuhteet, kieli- ja kulttuurisen identiteetin innovaatioihin, mukaan lukien symboliset kaiverrukset ja kuorikorut.
Ja maatalouden nousu noin 10 000 vuotta sitten tapahtuu samalla kun ilmastonmuutos muuttuu viimeisen jäätymisen lopun jälkeen. Jotkut tutkijat ovat väittäneet, että vetäytyvä jää on helpottanut tai kenties jopa välttämätöntä ihmisille kasvien kotiuttamista Lähi-idässä. Mutta myös joitain sekoitettuja signaaleja on olemassa. Ihmisen varhaisempien aivojen myöhemmät laajennukset - pienemmät, mutta silti merkittävät harppaukset - näyttävät tapahtuvan suhteellisen vakaan ilmaston jaksoissa, Maslin sanoo.
Muut tutkijat väittävät, että muinainen ilmastomuutos vaikutti ihmisiin tavalla, joka muistuttaa enemmän evoluutiosopeutumisia, joita nähdään muissa eläimissä ja kasveissa. John Stewart Bournemouthin yliopistosta katsoo, että muuttuva ilmasto muutti ihmiset todennäköisesti nykyisen Euroopan ja Aasian maisemaan, eristäen eräät populaatiot ja luomaan olosuhteet, jotka voivat johtaa evoluutiovaihteluihin ja uusien lajien syntyyn.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että viimeiset jääkaudet ovat saattaneet pakottaa lajit, kuten siili, pienemmille alueille tai refugialle, missä ne voisivat selviytyä. Nämä lajit eivät olleet geneettisesti samanlaisia, kun ne ilmaantuivat ja laajenivat, kun suosittu ilmasto palasi. Jos nämä prosessit toimivat samalla tavalla hominiinien kanssa, neandertallaiset ja denisovanit voivat olla syntyneet varhaisryhmistä, kuten Homo heidelbergensis, kun ne eristettiin pienen, liukoisan taskuihin jäykästä pohjoisesta pallonpuoliskosta.
"Olemme tarkastelleet muita organismeja ja miten ne sopeutuivat muutaman viimeisen jäänvälisen jakson aikana", Stewart sanoo viitaten Chris Stringerin kanssa tehtyyn työhön Lontoon luonnonhistoriallisessa museossa. ”Jotkut mallit näyttävät esiintyvän, kun tarkastellaan maantieteellistä leviämistä ja genetiikkaa, ja katsoimme ihmisiä samassa valossa. Jos uskomme orgaaniseen evoluutioon, meidän ei pitäisi keksiä uusia prosesseja ihmisille tai kohdella niitä erityistapauksena. Meidän pitäisi sovittaa heidät tähän suurempaan kuvaan. ”
Prosessi ei välttämättä toimi samalla tavoin lähempänä päiväntasaajaa, missä ilmastonmuutos ei ehkä ollut yhtä äärimmäinen, Stewart lisää. Ja hän uskoo, että hänen teoriansa eivät ole toisiaan poissulkevia Rick Pottsin, Peter deMenocalin ja muiden kannattaman variaatiovalinnan tyypin kanssa.
”Uskon kuitenkin, että variaatiovalinta ei ole mekanismi uuden lajin valmistamiseksi. Se on enemmän mekanismia onnistuneen linjan tekemiseksi, joka voi levittää ja antaa sille selviytyä monista erilaisista skenaarioista ”, Stewart sanoo. ”Jotta kaksi lajia tehdään yhdestä, mielestäni tarvitset sellaista maantieteellistä eristystä, jonka ilmasto veti.” Silti hän sanoo, ”siitä ei ole epäilystäkään - ihmiset kykenevät selviytymään monista erilaisista asioista ja jotain evoluutiossa on täytynyt tehdä niin. "
