|
Как два миллиона лет смены климата повлияли на нашу эволюцию
|
|
|
|
Новое исследование показало, что на распределение древних людей за последние два миллиона лет сильно повлиял климат Земли. Исследователи заявили, что в то время как Homo sapiens лучше переносили сухие пустынные ландшафты, неандертальцы предпочитали средиземноморский климат. Homo erectus, с другой стороны, сумел приспособиться к широкому спектру сред, включая тропические леса и полупустыни. За последние пять миллионов лет Земля перешла от более теплого и влажного климата плиоцена (5,3–2,6 млн лет назад) к более холодному и сухому климату плейстоцена (2,6–0,01 млн лет назад). В течение этого времени изменения орбиты Земли вокруг Солнца — так называемые циклы Миланковича — влияли на климат, что побудило современных ученых установить связь между астрономически вынужденным изменением климата и миграцией древних людей.
|
|
|
|
Эксперты Пусанского национального университета в Южной Корее объединили данные моделирования с ископаемыми и археологическими анализами, чтобы изучить перемещения пяти видов гоминидов за последние два миллиона лет. К ним относятся Homo heidelbergensis, Homo sapiens, Homo ergaster, Home erectus и Homo neanderthalensis. Исследователи показали, что астрономически вынужденные изменения температуры, количества осадков и наземной чистой первичной продукции (показатель чистого количества углерода, улавливаемого растениями каждый год) оказали большое влияние на распределение, расселение и, возможно, диверсификацию гоминидов. В раннем плейстоцене древние люди поселились в условиях слабой изменчивости климата. Однако к концу плейстоцена они стали глобальными кочевниками и приспособились к широкому диапазону климатических условий. Кроме того, считается, что климатические нарушения на юге Африки и Евразии 300–400 тысяч лет назад способствовали эволюционному преобразованию популяций Homo heidelbergensis в Homo sapiens и неандертальцев соответственно.
|
|
|
Исследователи говорят, что их исследование дает важную информацию об истории эволюции человека. Homo erectus, который считается самым долгоживущим гуманоидным видом, сумел приспособиться к широкому спектру условий — от тропических лесов до полупустынь. Между тем, первый из наших предков, который больше походил на современных людей, Homo ergaster, предпочитал более сухие условия, характерные для Саванны. Homo heidelbergensis — вид, обитавший в Африке, Европе и Западной Азии между 600 000 и 200 000 лет назад — был ранним предком человека, который вымер задолго до того, как современные люди мигрировали в Евразию из Африки. Но до этого этому виду нравились саванны, пастбища, а после перемещения в Евразию умеренные и бореальные леса, говорят исследователи. Неандертальцы предпочитали средиземноморский климат и умеренные леса, тогда как Homo sapiens процветали в пустыне, саванне, тропических лесах, тайге и тундре. Влияние изменения климата на эволюцию человека подозревалось давно, но его было трудно продемонстрировать из-за отсутствия климатических данных рядом с местами нахождения окаменелостей человека.
|
|
|
|
Чтобы обойти эту проблему, команда исследовала, каким был климат в их суперкомпьютерном моделировании в то время и в местах, где жили люди, согласно археологическим данным. Это выявило предпочтительные условия окружающей среды разных групп гомининов. Оттуда команда Пусанского национального университета искала все места и время, когда эти условия возникали в модели, создавая изменяющиеся во времени карты потенциальных мест обитания гоминидов. «Несмотря на то, что разные группы архаичных людей предпочитали разные климатические условия, все их места обитания реагировали на климатические сдвиги, вызванные астрономическими изменениями в колебании оси Земли, наклоне и эксцентриситете орбиты с временными масштабами в диапазоне от 21 до 400 000 лет», — сказал Аксель Тиммерманн, ведущий автор. исследования из Пусанского национального университета. Чтобы проверить надежность связи между климатом и средой обитания человека, ученые повторили свой анализ, но возраст окаменелостей перетасовали, как колоду карт.
|
|
|
|
Они предположили, что если бы прошедшая эволюция климатических переменных не влияла на то, где и когда жили люди, то оба метода привели бы к одним и тем же местам обитания. Тем не менее, исследователи обнаружили значительные различия в образцах среды обитания для трех самых последних групп гоминидов (Homo sapiens, Homo neanderthalensis и Homo heidelbergensis) при использовании перетасованных и реалистичных ископаемых возрастов. «Этот результат означает, что, по крайней мере, в течение последних 500 000 лет реальная последовательность прошлых изменений климата, включая ледниковые циклы, играла центральную роль в определении того, где жили различные группы гоминидов и где были найдены их останки», — сказал профессор Тиммерманн. Профессор Паскуале Райя из Университета Федерико II в Неаполе, Неаполь, Италия, который вместе со своей исследовательской группой собрал набор данных о человеческих окаменелостях и археологических артефактах, использованных в исследовании, сказал: «Следующий вопрос, который мы решили решить, заключался в том, ареалы различных человеческих видов перекрывались в пространстве и времени.
|
|
|
|
«Прошлые контактные зоны предоставляют важную информацию о потенциальных сукцессиях и примесях видов. Затем на основе анализа зоны контакта исследователи создали генеалогическое древо гоминидов, согласно которому неандертальцы и, вероятно, денисовцы произошли от евразийской клады Homo heidelbergensis около 500–400 000 лет назад, тогда как корни Homo sapiens можно проследить до популяций Южной Африки. позднего Homo heidelbergensis около 300 000 лет назад. «Наша основанная на климате реконструкция родословных гоминидов очень похожа на недавние оценки, полученные на основе генетических данных или анализа морфологических различий в окаменелостях человека, что повышает нашу уверенность в результатах», — сказал доктор Цзяоян Жуан, соавтор исследования. учеба и постдокторант в Пусанском национальном университете. Новое исследование стало возможным благодаря использованию одного из самых быстрых суперкомпьютеров Южной Кореи под названием Aleph.
|
|
|
|
Расположенный в штаб-квартире Института фундаментальных наук в Тэджоне, Aleph работал без остановок более 6 месяцев, чтобы завершить самое продолжительное на сегодняшний день комплексное моделирование климата. «Модель сгенерировала 500 терабайт данных, которых достаточно, чтобы заполнить несколько сотен жестких дисков», — сказал доктор Кьюнг-Сук Юн, исследователь из Центра физики климата IBS Национального университета Пусана. «Это первая непрерывная симуляция с современной моделью климата, которая охватывает историю окружающей среды Земли за последние 2 миллиона лет, представляя реакции климата на рост и уменьшение ледяных щитов, изменения концентрации парниковых газов в прошлом, а также заметный переход частоты ледниковых циклов около 1 миллиона лет назад». Выходя за рамки вопроса о ранних местах обитания человека, а также о времени и месте происхождения человеческих видов, исследовательская группа также рассмотрела вопрос о том, как люди могли адаптироваться к различным пищевым ресурсам за последние 2 миллиона лет.
|
|
|
|
«Когда мы изучили данные по пяти основным группам гоминидов, мы обнаружили интересную закономерность», — говорит Эльке Зеллер, аспирант Пусанского национального университета и соавтор исследования. «Ранние африканские гоминиды около 2-1 миллиона лет назад предпочитали стабильные климатические условия. «Это ограничивало их относительно узкими обитаемыми коридорами. «После крупного климатического изменения около 800 000 лет назад группа, известная под общим термином Homo heidelbergensis, адаптировалась к гораздо более широкому спектру доступных пищевых ресурсов, что позволило им стать глобальными странниками, достигающими отдаленных регионов Европы и Восточной Азии». Профессор Тиммерманн добавил: «Наше исследование подтверждает, что климат сыграл фундаментальную роль в эволюции нашего рода Homo. «Мы такие, какие мы есть, потому что за тысячелетия нам удалось приспособиться к медленным изменениям прошлого климата». Исследование опубликовано в журнале Nature.
|
|
|
|
Источник
|
