Badanie opublikowane w Nature przez międzynarodowy zespół naukowców dostarcza wyraźnych dowodów na związek między zmianami klimatycznymi wywołanymi astronomią a ewolucją człowieka.
Łącząc najobszerniejszą bazę danych dobrze datowanych szczątków kopalnych i artefaktów archeologicznych z bezprecedensowym nowym superkomputerowym modelem symulującym historię klimatu Ziemi z ostatnich 2 milionów lat, zespół ekspertów w dziedzinie modelowania klimatu, antropologii i ekologii był w stanie określić, w jakim środowisku warunki, w jakich prawdopodobnie żyli archaiczny ludzie.
Od dawna podejrzewano wpływ zmian klimatycznych na ewolucję człowieka, ale trudno było go wykazać ze względu na niedostatek danych klimatycznych w pobliżu miejsc występowania skamieniałości człowieka. Aby ominąć ten problem, zespół zamiast tego zbadał, jaki był klimat w ich symulacji komputerowej w czasach i miejscach, w których żyli ludzie, zgodnie z zapisami archeologicznymi. Ujawniło to preferowane warunki środowiskowe różnych grup homininów[1]. Stamtąd zespół szukał wszystkich miejsc i czasów, w których te warunki wystąpiły w modelu, tworząc ewoluujące w czasie mapy potencjalnych siedlisk homininów.
„Chociaż różne grupy archaicznych ludzi preferowały różne środowiska klimatyczne, wszystkie ich siedliska reagowały na zmiany klimatu spowodowane astronomicznymi zmianami w chybotaniu, nachyleniu i ekscentryczności orbity Ziemi w skali czasowej od 21 do 400 tysięcy lat” – powiedział Axel Timmermann, prowadzący autor badania i dyrektor IBS Center for Climate Physics (ICCP) na Pusan National University w Korei Południowej.
Aby przetestować solidność powiązania między klimatem a siedliskami ludzkimi, naukowcy powtórzyli swoją analizę, ale z wiekiem skamielin przetasowanych jak talia kart. Gdyby przeszła ewolucja zmiennych klimatycznych nie miała wpływu na to, gdzie i kiedy ludzie żyli, obie metody dawałyby te same siedliska. Jednak naukowcy odkryli znaczące różnice we wzorcach siedlisk dla trzech najnowszych grup homininów (Homo sapiens, Homo neanderthalensis i Homo heidelbergensis) przy użyciu przetasowanych i realistycznych skamieniałości. „Wynik ten sugeruje, że przynajmniej w ciągu ostatnich 500 tysięcy lat prawdziwa sekwencja minionych zmian klimatycznych, w tym cykli lodowcowych, odegrała kluczową rolę w określeniu, gdzie żyły różne grupy homininów i gdzie znaleziono ich szczątki” – powiedział prof. Timmermann.
„Następne pytanie, którym postanowiliśmy się zająć, dotyczyło tego, czy siedliska różnych gatunków ludzkich pokrywają się w czasie i przestrzeni. Wcześniejsze strefy kontaktu dostarczają kluczowych informacji na temat potencjalnej sukcesji gatunków i ich domieszek” – powiedział prof. Pasquale Raia z Università di Napoli Federico II. , Neapol, Włochy, który wraz ze swoim zespołem badawczym skompilował zbiór danych dotyczących ludzkich skamieniałości i artefaktów archeologicznych wykorzystanych w tym badaniu. Z analizy strefy kontaktu badacze następnie wyprowadzili drzewo genealogiczne homininów, zgodnie z którym neandertalczycy i prawdopodobnie denisowianie wywodzili się z eurazjatyckiego kladu Homo heidelbergensis około 500-400 tysięcy lat temu, podczas gdy korzenie Homo sapiens sięgają Afryki Południowej. populacje późnego Homo heidelbergensis około 300 tysięcy lat temu.
„Nasza oparta na klimacie rekonstrukcja linii homininów jest dość podobna do ostatnich szacunków uzyskanych z danych genetycznych lub analizy różnic morfologicznych w ludzkich skamielinach, co zwiększa nasze zaufanie do wyników” – zauważa dr Jiaoyang Ruan, współautor publikacji pracownik naukowy i podoktorski w IBS Center for Climate Physics.
Nowe badania były możliwe dzięki wykorzystaniu jednego z najszybszych superkomputerów Korei Południowej o nazwie Aleph. Zlokalizowany w siedzibie Institute for Basic Science w Daejeon, Aleph prowadził nieprzerwanie przez ponad 6 miesięcy, aby ukończyć najdłuższą jak dotąd kompleksową symulację modelu klimatycznego. „Model wygenerował 500 terabajtów danych, co wystarczyłoby do zapełnienia kilkuset dysków twardych” – powiedział dr Kyung-Sook Yun, badacz z IBS Center for Climate Physics, który przeprowadzał eksperymenty. „Jest to pierwsza ciągła symulacja z najnowocześniejszym modelem klimatycznym, który obejmuje historię środowiskową Ziemi z ostatnich 2 milionów lat, przedstawiając reakcje klimatyczne na powstawanie i zanikanie lądolodów, zmiany stężeń gazów cieplarnianych w przeszłości. a także wyraźne przejście w częstotliwości cykli glacjalnych około 1 miliona lat temu” – dodaje dr Yun.
„Do tej pory społeczność paleoantropologiczna nie wykorzystała pełnego potencjału takich ciągłych symulacji modeli paleoklimatycznych. Nasze badanie wyraźnie ilustruje wartość dobrze zwalidowanych modeli klimatycznych w odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące naszego ludzkiego pochodzenia” – mówi prof. Christoph Zollikofer z Uniwersytetu. z Zurychu w Szwajcarii i współautor opracowania.
Wykraczając poza kwestię wczesnych siedlisk ludzkich oraz czasów i miejsc pochodzenia gatunków ludzkich, zespół badawczy dalej zajął się tym, w jaki sposób ludzie mogli przystosować się do zmieniających się zasobów żywności w ciągu ostatnich 2 milionów lat. „Kiedy spojrzeliśmy na dane dotyczące pięciu głównych grup homininów, odkryliśmy interesujący wzór. Wczesne homininy afrykańskie około 2–1 milionów lat temu preferowały stabilne warunki klimatyczne. To ograniczyło ich do stosunkowo wąskich, nadających się do zamieszkania korytarzy. 800 tysięcy lat temu grupa znana pod wspólnym terminem Homo heidelbergensis dostosowała się do znacznie szerszego wachlarza dostępnych zasobów żywności, co pozwoliło im stać się globalnymi wędrowcami, docierając do odległych regionów Europy i wschodniej Azji – mówi doktorantka Elke Zeller na Pusan National University i współautor badania.
„Nasze badanie dokumentuje, że klimat odegrał fundamentalną rolę w ewolucji naszego rodzaju Homo. Jesteśmy tym, kim jesteśmy, ponieważ przez tysiąclecia udało nam się przystosować do powolnych zmian w minionym klimacie” – mówi prof. Axel Timmermann.
[1]W badaniu uwzględniono następujące gatunki homininów: Homo sapiens, Homo neanderthalensis, Homo heidelbergensis (w tym populacje afrykańskie i euroazjatyckie), Homo erectus i wczesny Homo afrykański (w tym Homo ergaster i Homo habilis).
Link do Youtube: https://youtu.be/MNJ-RnhBVkU