Z nowych badań opublikowanych w czasopiśmie naukowym Science wynika, że przodkowie człowieka, tacy jak australopitek, który żył około 3,5 miliona lat temu w południowej Afryce, jedli bardzo mało mięsa lub nie jedli go wcale. Taki wniosek wynika z analizy izotopów azotu w skamieniałym szkliwie zębów siedmiu osobników Australopithecus. Dane ujawniły, że te wczesne hominidy opierały się głównie na diecie roślinnej, a spożycie mięsa było niewielkie lub żadne.
Spożycie zasobów zwierzęcych, zwłaszcza mięsa, uważane jest za kluczowy punkt zwrotny w ewolucji człowieka. Powiązano tę bogatą w białko żywność ze zwiększeniem objętości mózgu i zdolnością do opracowywania narzędzi. Jednak bezpośrednie dowody na to, kiedy mięso pojawiło się wśród naszych wczesnych przodków i na to, jak z biegiem czasu zmieniało się jego spożycie, są nieuchwytne. Zespół naukowców z Instytutu Chemii Maxa Plancka w Niemczech i Uniwersytetu Witwatersrand w Republice Południowej Afryki (Uniwersytet Wits) dostarcza obecnie dowodów na to, że przodkowie człowieka z rodzaju Australopithecus, którzy żyli w południowej Afryce między 3,7 a 3,3 miliona lat temu, żyli głównie na roślinach.
Zespół badawczy przeanalizował dane dotyczące stabilnych izotopów szkliwa zębów osobników Australopiteków znalezionych w jaskini Sterkfontein w pobliżu Johannesburga, części „kolebki ludzkości” w Republice Południowej Afryki, obszaru znanego z bogatej kolekcji skamieniałości wczesnych hominidów. Porównali dane izotopowe australopiteka z próbkami zębów współistniejących zwierząt, w tym małp, antylop i dużych drapieżników, takich jak hieny, szakale i duże koty.
Zachowane szkliwo zębów, podpisy dietetyczne
„Szkliwo zębów jest najtwardszą tkanką organizmu ssaków i może zachować izotopowy odcisk palca diety zwierzęcia przez miliony lat” – mówi geochemik Tina Lüdecke, główna autorka badania. Od 2021 r. Lüdecke kieruje „Emmy-Noether Junior Research Group for Hominin Meat Consumption” w Instytucie Chemii Maxa Plancka w Moguncji i jest honorowym pracownikiem naukowym w Instytucie Studiów Ewolucyjnych Uniwersytetu Witwatersrand w Johannesburgu. Regularnie podróżuje do Afryki, aby pobrać do analizy próbki skamieniałych zębów. Uniwersytet Wits jest właścicielem jaskiń Sterkfontein i opiekunem skamieniałości Australopiteka.
Kiedy zwierzęta trawią pokarm, reakcje biochemiczne faworyzują „lekki” izotop azotu (14N). W związku z tym produkty degradacji powstające w ich organizmie zawierają duże ilości 14N. Wydalanie tych „lekkich” związków azotu z moczem, kałem lub potem zwiększa stosunek „ciężkiego” azotu (15N) do „lekkiego” azotu w organizmie w porównaniu z pożywieniem, które spożywa. Oznacza to, że zwierzęta roślinożerne mają wyższy stosunek izotopów azotu niż rośliny, które spożywają, podczas gdy zwierzęta mięsożerne mają z kolei wyższy stosunek izotopów azotu niż ich ofiary. Dlatego im wyższy stosunek 15N do 14N w próbce tkanki, tym wyższa jest pozycja troficzna organizmu w sieci troficznej.
Od dawna wykorzystuje się proporcje izotopów azotu do badania diety współczesnych zwierząt i ludzi, obejmującej sierść, pazury, kości i wiele innych materiałów organicznych. Jednak w przypadku materiału kopalnego pomiary te ograniczały się wcześniej do próbek mających zaledwie kilkadziesiąt tysięcy lat ze względu na degradację materiału organicznego w czasie. W tym badaniu Tina Lüdecke zastosowała nowatorską technikę opracowaną w laboratorium Alfredo Martíneza-Garcíi w Instytucie Chemii Maxa Plancka, aby zmierzyć stosunki izotopów azotu w skamieniałym szkliwie zębów, które ma miliony lat.
Dowody na żywność głównie pochodzenia roślinnego
Zespół naukowców odkrył, że stosunki izotopów azotu w szkliwie zębów australopiteków były zróżnicowane, ale stale niskie, podobne do tych u roślinożerców i znacznie niższe niż u współczesnych mięsożerców. Doszli do wniosku, że dieta tych homininów była zmienna, ale składała się głównie lub wyłącznie z żywności pochodzenia roślinnego. Dlatego australopitek nie polował regularnie na duże ssaki, jak to zrobili na przykład neandertalczycy kilka milionów lat później. Chociaż naukowcy nie mogą całkowicie wykluczyć możliwości sporadycznego spożywania źródeł białka zwierzęcego, takich jak jaja czy termity, dowody wskazują, że dieta była głównie wegetariańska.
Dalsze badania nad skamieniałym szkliwem zębów
Zespół Lüdecke planuje rozszerzyć swoje badania, zbierając więcej danych na temat różnych gatunków homininów i okresów. Ich celem jest zbadanie skamieniałości z innych kluczowych miejsc we wschodniej i południowej Afryce, a także w południowo-wschodniej Azji, aby dowiedzieć się, kiedy zaczęto spożywać mięso, jak ono ewoluowało i czy zapewniało ewolucyjną przewagę naszym przodkom.
„Ta metoda otwiera ekscytujące możliwości zrozumienia ewolucji człowieka i może potencjalnie odpowiedzieć na kluczowe pytania, na przykład kiedy nasi przodkowie zaczęli włączać mięso do swojej diety? I czy początek spożycia mięsa był powiązany ze wzrostem mózgu tom?” mówi Alfredo Martínez-García z Instytutu Chemii Maxa Plancka.
„Ta praca stanowi ogromny krok w poszerzaniu naszej możliwości lepszego zrozumienia diety i poziomu troficznego wszystkich zwierząt z powrotem do skali milionów lat. Badania dostarczają wyraźnych dowodów na to, że ich dieta nie zawierała znacznych ilości mięsa. Jesteśmy zaszczyceni, że Pionierskie zastosowanie tej nowej metody zapoczątkowano w Sterkfontein, miejscu, które w dalszym ciągu wnosi fundamentalny wkład w naukę nawet 89 lat po odkryciu w tym miejscu pierwszych skamieniałości homininów przez Roberta Brooma” – mówi profesor Dominic Stratford, dyrektor Badań w jaskiniach Sterkfontein i współautor artykułu.
Badanie zostało sfinansowane przez Towarzystwo Maxa Plancka. Grupa badawcza Tiny Lüdecke jest wspierana przez program Emmy Noether Niemieckiej Fundacji Badawczej (DFG).