Fossiliserade tandkronor innehåller massor av information om tidigare klimat och livshändelser. Kredit:Tanya M Smith, Författare tillhandahålls
Ökande variation i klimatet har varit inblandad som en möjlig faktor i utvecklingen av vår art ( Homo sapiens ) 300, 000 år sedan, såväl som den nyare bortgången av våra gåtfulla evolutionära kusiner, neandertalarna.
Men det har alltid varit en utmaning att känna till effekten av den förändringen från år till år.
De flesta förhistoriska klimatmodeller härrör från storskaliga uppgifter som djuphavskärnor eller terrestra sedimentlager. Dessa metoder ger information om tusentals år, vilket gör det omöjligt att förstå hur säsongsbetonade klimatmönster direkt påverkade forntida människor och deras evolutionära anhöriga.
Mina kollegor och jag har hittat en lösning med hjälp av ledtrådar från vår egen mun, som vi beskriver idag i en artikel i Science Advances. Vi använde tänder för att avslöja klimatrekord som bildats under utvecklingen av forntida homininer.
I tänderna
Tänder är en riktigt användbar indikator på tidigare miljöer.
Detta är möjligt eftersom tänder har biologiska rytmer och viktiga händelser låses inuti dem. Dessa trogna interna klockor går natt och dag, år efter år, och inkluderar dagliga tillväxtlinjer och en markerad linje som bildas vid födseln.
Histologer som jag såg noggrant tänder, ta bort små skivor och kartlägg noggrant registreringar av mikroskopisk tillväxt under barndomen.
För denna nya studie, vi undersökte emaljen i fossila tänder från två neandertalbarn (daterad till 250, 000 år sedan) och ett modernt människobarn (daterat till 5, 000 år sedan) från en arkeologisk plats i sydöstra Frankrike känd som Payre.
Med hjälp av den känsliga högupplösta jonmikroproben (SHRIMP) vid Australian National University mätte vi hur syreisotopförhållandena varierade på veckobasis i dessa gamla tänder.
Vårt tillvägagångssätt bygger på det faktum att två naturligt förekommande atomvarianter av syre varierar på förutsägbara sätt.
Under långa perioder av varmt väder, ytvatten är högre i den tunga varianten av syre. Det motsatta mönstret uppstår under svala perioder.
När individer dricker från bäckar eller vattenpölar, värden från dessa källor registreras i den hårda mineralkomponenten för att bilda tänder.
Mätningarna av RÄKOR gjorde det möjligt för oss att skapa fleråriga paleomiljöregister från fossila tänder.
A 250, 000 år gammal neandertalartand ger ett aldrig tidigare skådat rekord över födelsesäsongerna (ålder 0), omvårdnad (gul låda), sjukdom (röd linje) och blyexponeringar (blå linjer) under de första 2,8 åren av detta barns liv. Syreisotopvärden provtagna på veckobasis visas som ett förhållande mellan tunga och lätta varianter.
Vad tänderna avslöjar
Syreregistreringen visar att de två neandertalarna bebodde svalare och mer säsongsbetonade perioder än den moderna människan som växte upp på samma plats på senare tid.
Detta överensstämmer med vår grundläggande förståelse av forntida klimat i Frankrike, som 250, För 000 år sedan var denna region svalare än den har varit under de senaste 10, 000 år, när det olyckliga moderna människobarnet levde och dog.
Vi har redan visat att tänder bevarar trogna registreringar av mjölkintag under amning, bevisar att orangutangammor är ammande champs – de ammar sina barn i åtta år eller mer.
I den aktuella studien kunde vi para ihop säsongscykler under tandbildning med omvårdnadsbeteende, visar att ett neandertalbarn föddes på våren och slutade konsumera sin modersmjölk 2,5 år senare, under hösten.
Ännu mer överraskande är det faktum att båda neandertalbarnen exponerades för bly minst två gånger under svalare tider på året, sannolikt genom konsumtion av förorenad mat och/eller vatten.
Bly förekommer naturligt i flera historiska gruvor i denna region i Frankrike, och detta är den äldsta kända förhistoriska exponeringen för detta neurotoxiska ämne. Ingen nivå anses vara säker för människor eller djur, och dessa exponeringar inträffade under en kritisk tid i dessa neandertalares tidiga liv.
Första molar tand från en 250, 000 år gammalt neandertalbarn. Gula prickade linjer indikerar början och slutet av amningen, en röd prickad linje motsvarar en sjukdom, och blå prickade linjer indikerar blyexponeringar. Kredit:Tanya Smith och Daniel Green
Fler tänder behövs
Dessa fynd väcker spännande frågor om neandertalarbeteende som kräver ytterligare studier, och ungdomar med oanvända tänder är särskilt hjälpsamma. Även om dussintals unga neandertalare har grävts fram, Att locka tänder från samlingarnas curatorer för den här typen av halvförstörande studier är en svår uppgift.
Men ju fler tänder vi kan undersöka så detaljerat, desto mer information kommer vi att samla om forntida människors liv från år till år.
Vårt tillvägagångssätt kommer också att underlätta välbehövliga tester av teorier om klimatförändringarnas inverkan på mänsklig teknisk utveckling, och insikt i neandertalarnas sjuksköterskebeteende - en nyckelfaktor för befolkningstillväxt och livshistoria.
Tidigare, mina kollegor och jag upptäckte att en åttaårig belgisk neandertalare var avvänjd vid 1,2 års ålder. Detta var förmodligen atypiskt eftersom amningssignalen avtog snabbt och individen visade stress i sin första molar vid denna exakta tidpunkt.
We're not sure if this means that it was separated from its mother or just really sick – but it's likely that Neanderthals kids nursed for longer when they could.
Our new approach allows scientists to flesh out the lives of ancient children with unprecedented detail, including fine-scaled views of life in Ice Age Europe, through the remarkable tales their teeth tell.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
