English Deutsch
Новости
Новости антропологии
10.08.2011
Автор: А. Соколов

Гипотеза саванны возвращается…

Тема роли саванн в эволюции человека обсуждается уже почти 90 лет. (Думаю, не нужно объяснять, что речь идет в первую очередь о причинах, по которым наши далекие предки стали прямоходящими). После описания Ардипитека рамидуса в 2009 г., казалось бы, «саванная гипотеза» резко сдала позиции. Не тут-то было.

На карте Восточной Африки показаны красными кружками участки, где брались пробы современных почв; желтые треугольники – палеоантропологические местонахождения, подвергшиеся анализу. Иллюстрация к обсуждаемой статье.

Хронологическая схема соотношения стабильных изотопов в палео-почвах: долина реки Аваш (слева) и область Омо-Туркана (справа). В центре схематическая родословная гоминид (также отображены «археологические инновации»). По вертикали – миллионы лет. На каждой из двух схем слева направо (столбцы): Лес – Лесистая местность – Олесенная степь – Степь. Иллюстрация к обсуждаемой статье.

Авторы свежей статьи в Nature приводят новые убедительные (?) данные в пользу старой доброй гипотезы.

Полагают, что LCA (Last Common Anсestor, последний общий предок человека и шимпанзе) был полу-древесным существом и обитал в лесах.  5-8 миллионов лет назад произошло глобальное похолодание; в результате во много раз сократились территории, занятые лесами. Согласно гипотезе саванны, именно тогда древнейшие гоминидыГоминиды в "классическом" смысле - семейство прямоходящих приматов, включающее людей и их ископаемых предшественников. были вынуждены «слезть с дерева» и перейти к наземной жизни на открытых пространствах. Тут и пришлось начать ходить на двух. Кроме того, изменился рацион, да и вообще весь образ жизни, перестроилась терморегуляция, повысилась выносливость и т.д. и т.п.…

Впервые гипотезу саванны сформулировал в 1925 году Раймонд Дарт, описавший Австралопитека африканского. С тех пор эта гипотеза пережила различные метаморфозы; однако в последнее время, как уже сказано выше, была не в чести…

Связано это во многом с серией публикаций, посвященных Ардипитеку рамидусу, вышедших в журнале Science в конце 2009 года.  Авторы описания  нового вида детальнейшим образом реконструировали ландшафты, в которых обитал Ардипитек. По их данным выходило, что ардипитеки жили в достаточно закрытых местообитаниях, с большим количеством деревьев и зарослей…  Являясь при этом уже  вполне прямоходящими существами, ардипитеки и не думали перебираться в саванны.

Заметим, что эти выводы команды Т.Уайта уже подвергались сомнениям.

Авторы нового исследования решили выяснить, как менялся характер растительности в экосистемах Восточной Африки в течение  последних 6-7 миллионов лет. В качестве источника информации в очередной раз выступили стабильные изотопы углерода, содержащиеся в почве. Если вкратце, исследователи изучили связь между содержанием изотопов углерода в почвах и степенью «лесистости» в тропических широтах. А затем использовали эти данные, чтобы оценить площадь лесного покрова в местообитаниях древних гоминид.

Не так давно мы уже писали о том, как данные о стабильных изотопах углерода используются в палеоантропологических исследованиях (речь шла об изучении диеты парантропов).

Напомним, что у растений существуют два разных типа фотосинтеза - т.н. С3- и C4-тип. С3- и С4-растения отличаются соотношением содержащихся в них изотопов углерода 12С и13С.   В частности, деревья и кустарники – для которых характерен  C3-фотосинтез – накапливают больше изотопов углерода 12С, чем травянистые растения саванн (для которых типичен С4-фотосинтез). Соответственно, различается соотношение 13C/12C в почвах, на которых эти растения произрастают. Поэтому по содержанию стабильных изотопов углерода в почве (в том числе, в древней почве) можно определить, какого рода местность здесь когда-то была – лесистая или открытая.

Конечно, не всё так просто.

Ведь трава растет и в лесу, а деревья встречаются и на равнинах. На изобилие травянистых растений в лесистой местности влияют влажность, температура и т.д.. Авторы исследования постарались учесть все основные факторы. С этой целью были проанализированы сведения о содержании 12C и 13C  в 76 поверхностных горизонтах Кении, Эфиопии, Малайзии, Ботсваны, Замбии, Австралии и Бразилии. Исследователи специально выбрали «девственные», не тронутые (или почти не тронутые) человеком участки национальных парков в разных частях Света.

Изучив весь этот массив данных, авторы разработали метод, позволяющий на основании сведений о стабильных изотопах в почве  определять количество покрытой деревьями площади в практически любых тропических экосистемах.  Подробно этот метод определения доли лесного покрова (fraction of woody coverfwc ) описан в приложении к статье.

Затем авторы применили разработанную методику к 1300 образцам древних почв из палеоантропологических местонахождений в Восточной Африке - в Эфиопии и Кении. Были выбраны наиболее важные местонахождения, относящиеся к долине  реки Аваш (Арамис, Хадар, Гона, Дикика) и области Омо-Туркана (Кооби-Фора, Начукуи, Канапои и т.д.).  Эти местонахождения охватывают период от 7.4 млн. лет назад до современности; здесь найдены многочисленные останки гоминид, относящихся к разным этапам эволюции человека. Авторы постарались реконструировать изменения экологии в этих областях в течение всего рассмотренного периода.

В статье, помимо прочего, даются точные определения «лесу», «лесистой местности», «степи» и т.п.:

Лес (Forest) - непрерывный массив деревьев по крайней мере 10 м высотой, с перекрывающимися кронами, с лесным покровом более 80% площади.

Лесистая местность (Woodland) – открытый массив деревьев не менее 8 м высотой с лесным покровом более 40% площади….

Облесенная степь (Wooded grassland) – земля, покрытая травой и др. растениями, с лесным покровом от 10% до 40% площади.

Степь (Grassland): земля, покрытая травой и др. растениями, с лесным покровом менее 10%.

 

Результаты исследования

В целом: для более чем 70% образцов древней почвы доля лесного покрова составляет менее 40%  (т.е. более 70% - это степи и облесенные степи). А доля лесов крайне мала, менее 1%!

Более детальная картина такова:

  • Поздний миоцен – ранний плиоцен (7.4 - 4.4 млн л. н. - время существования ранних гоминид):  в Восточной Африке преобладает относительно редкий лесной покров; доминируют открытые ландшафты. Что самое интересное: местность Арамис (то самое местонахождение, где обнаружили Арди – знаменитый скелет ардипитека!) характеризуется степями и облесенными степями.
  • Средний плиоцен увеличение площади, покрытой лесами (происходит в районе 3,6 млн. лет назад; как раз в это время по Эфиопии гуляют афарские австралопитеки). Для основной части почв характерно  40–60% лесного покрова. Вот так. Увеличение лесистости совпадает с окончательным переходом гоминид к прямохождению.
  • Переход от плиоцена к плейстоцену – в это время леса снова отступают.  В течение плейстоцена доля открытых пространств достигает максимума (примерно 1.8 млн. л.н.). Это событие, правда, происходит в разных областях не одновременно: например, лесистая местность в долине Омо сохраняется дольше, чем в области Туркана. После 1.9 млн. л.н. ландшафты, покрытые деревьями более чем на  50%, практически исчезают. Всё это связано, видимо, с глобальными и региональными климатическими изменениями. В долине реки Аваш лесистые ландшафты отсутствуют весь плейстоцен; ряд важных местонахождений показывает менее 10% лесного покрова. Как раз на фоне всего этого появляется род Homo; растет мозг, зубы уменьшаются, ноги удлиняются и т.д.

Резюме авторов статьи

Тропические саванны были представлены в Восточной Африке (в местообитаниях гоминид) в течение всех последних 6 миллионов лет; при этом преобладали всё-таки облесенные саванны, а не совсем открытые. Температура поверхности почвы на открытых пространствах была существенно выше, чем в близлежащих лесистых местностях (разница до 25 градусов).  Вероятно, такой перепад температур при перемещении из леса в степь  явился причиной определенных физиологических и поведенческих адаптаций у ранних гоминид.

Полученные данные не противоречат классической гипотезе о том, что переход к прямохождению (а также и иные эволюционные новшества) связаны с выходом ранних гоминид  из лесов в саванны Африки. По крайней мере, для двух чрезвычайно важных восточноафриканских областей это так.

Повторим интересный вывод (который не фигурирует в популярных пресс-релизах, появившихся в СМИ): согласно результатам исследования, оба вида ардипитеков – рамидус и кадабба – обитали в более открытых ландафтах, чем их потомки - австралопитеки, для которых характерны более лесистые ландшафты как в области Ома-Туркана, так и в долине реки Аваш.

Крайне любопытно, что ответит на эту публикацию первооткрыватель ардипитека Тим Уайт, который ранее по подобному поводу писал, цитирую:

«В нашей работе мы представили весь соответствующий физический и биологический материал, включая структурную геологию, геохронологию, седиментологию, геохимию почвы, палеофлору, тафономию, земных беспозвоночных, мелких млекопитающих и птиц. Мы также провели детальный анализ останков крупных млекопитающих, так же как их экоморфологию, диету, и  изотопный состав зубной эмали, в том числе непосредственно для Ardipithecus…

Мы заключили, что экологические условия в Арамисе представляли собой мозаику, безусловно, включавшую и саванну,  ОДНАКО среда обитания Ардипитека была сосредоточена именно в лесистой местности».

Источник:

См. также:

Тим Уайт отстоял Арди



Интересно

Восхищенные исследователи Древнего Египта приписали египтянам изобретение множества интересных и полезных вещей, но никто никогда не воздал им должное за изобретение пагубной привычки писать на стенах туристских достопримечательностей. Привычка эта, должно быть, возникла из некоего базового человеческого стремления, ибо она сохранилась до сего дня.

Барбара Мертц. Древний Египет. Храмы, гробницы, иероглифы // Москва, «Центрполиграф», 2007.

Catalog gominid Antropogenez.RU