De varma källornas närhet till tidiga bosättningar har fått forskare att undra om tidiga människor använde varma källor som en matlagningsresurs långt före brand. Kredit:Tom Björklund
Några av de äldsta resterna av tidiga mänskliga förfäder har grävts fram i Olduvai Gorge, en sprickdalsmiljö i norra Tanzania där antropologer har upptäckt fossiler av hominider som fanns för 1,8 miljoner år sedan. Regionen har bevarat många fossiler och stenverktyg, vilket tyder på att tidiga människor bosatte sig och jagade där.
Nu har ett team ledd av forskare vid MIT och universitetet i Alcalá i Spanien upptäckt bevis för att varma källor kan ha funnits i Olduvai Gorge runt den tiden, nära tidiga mänskliga arkeologiska platser. Närheten till dessa hydrotermiska egenskaper ökar möjligheten att tidiga människor kunde ha använt varma källor som en matlagningsresurs, till exempel för att koka färska dödar, långt innan människor tros ha använt eld som en kontrollerad källa för matlagning.
"Så långt vi kan säga, detta är första gången forskare har lagt fram konkreta bevis för möjligheten att människor använde hydrotermiska miljöer som en resurs, där djur skulle ha samlats, och var möjligheten att laga mat fanns tillgänglig, säger Roger Summons, Schlumberger professor i geobiologi vid MIT:s Department of Earth, Atmosfärisk, och Planetary Sciences (EAPS).
Summons och hans kollegor har publicerat sina resultat idag i Proceedings of the National Academy of Sciences. Studiens huvudförfattare är Ainara Sistiaga, en Marie Sklodowska-Curie-stipendiat baserad vid MIT och Köpenhamns universitet. I teamet ingår Fatima Husain, en doktorand i EAPS, tillsammans med arkeologer, geologer, och geokemister från universitetet i Alcalá och universitetet i Valladolid, i Spanien; universitetet i Dar es Salaam, i Tanzania; och Pennsylvania State University.
En oväntad rekonstruktion
2016, Sistiaga gick med i en arkeologisk expedition till Olduvai Gorge, där forskare med Olduvai Paleoanthropology and Paleoecology Project samlade sediment från ett 3 kilometer långt lager av exponerad sten som avsattes för cirka 1,7 miljoner år sedan. Detta geologiska skikt var slående eftersom dess sandiga sammansättning skilde sig markant från det mörka lerskiktet precis nedanför, som deponerades för 1,8 miljoner år sedan.
Ainara Sistiaga tar prover vid Olduvai Gorge, en sprickdalsmiljö i norra Tanzania där antropologer har upptäckt fossiler av hominider som fanns för 1,8 miljoner år sedan. Kredit:Ainara Sistiaga
"Något förändrades i miljön, så vi ville förstå vad som hände och hur det påverkade människor, säger Sistiaga, som ursprungligen hade planerat att analysera sedimenten för att se hur landskapet förändrades som svar på klimatet och hur dessa förändringar kan ha påverkat hur tidiga människor levde i regionen.
Man tror att för cirka 1,7 miljoner år sedan, Östafrika genomgick en gradvis uttorkning, flyttar från en blötare, trädbefolkat klimat till torktumlare, gräsigare terräng. Sistiaga tog tillbaka sandiga stenar som samlats in från Olduvai Gorge-lagret och började analysera dem i Summons labb efter tecken på vissa lipider som kan innehålla rester av bladvaxer, ger ledtrådar till vilken typ av växtlighet som fanns vid den tiden.
"Du kan rekonstruera något om växterna som fanns där genom kolantal och isotoper, och det är vad vårt labb är specialiserat på, och varför Ainara gjorde det i vårt labb, "Säger kallelsen. "Men sedan upptäckte hon andra klasser av föreningar som var helt oväntade."
Ett entydigt tecken
Inom sedimenten som hon förde tillbaka, Sistiaga stötte på lipider som såg helt annorlunda ut än de växtbaserade lipider hon kände. Hon tog uppgifterna till Summons, som insåg att de var en nära match med lipider som inte produceras av växter, men av specifika grupper av bakterier som han och hans kollegor hade rapporterat om, i ett helt annat sammanhang, för nästan 20 år sedan.
Lipiderna som Sistiaga extraherade från sediment som deponerades för 1,7 miljoner år sedan i Tanzania var samma lipider som produceras av en modern bakterie som Summons och hans kollegor tidigare studerat i USA, i de varma källorna i Yellowstone National Park.
Teamet gräver i en region i Olduvai Gorge, en arkeologisk plats i Tanzania där rester av tidiga mänskliga bosättningar tidigare har grävts fram. Kredit:Med tillstånd av Fernando Diez-Martin
En specifik bakterie, Thermocrinis ruber, är en hypertermofil organism som bara trivs i mycket varmt vatten, such as those found in the outflow channels of boiling hot springs.
"They won't even grow unless the temperature is above 80 degrees Celsius [176 degrees Fahrenheit], " Summons says. "Some of the samples Ainara brought back from this sandy layer in Olduvai Gorge had these same assemblages of bacterial lipids that we think are unambiguously indicative of high-temperature water."
Det är, it appears that heat-loving bacteria similar to those Summons had worked on more than 20 years ago in Yellowstone may also have lived in Olduvai Gorge 1.7 million years ago. By extension, the team proposes, high-temperature features such as hot springs and hydrothermal waters could also have been present.
"It's not a crazy idea that, with all this tectonic activity in the middle of the rift system, there could have been extrusion of hydrothermal fluids, " notes Sistiaga, who says that Olduvai Gorge is a geologically active tectonic region that has upheaved volcanoes over millions of years—activity that could also have boiled up groundwater to form hot springs at the surface.
The region where the team collected the sediments is adjacent to sites of early human habitation featuring stone tools, along with animal bones. It is possible, sedan, that nearby hot springs may have enabled hominins to cook food such as meat and certain tough tubers and roots.
"The authors' comprehensive analyses paint a vivid picture of the ancient Olduvai Gorge ecosystem and landscape, including the first compelling evidence for ancient hydrothermal springs, " says Richard Pancost, a professor of biogeochemistry at the University of Bristol, som inte var inblandad i studien. "This introduces the fascinating possibility that such springs could have been used by early hominins to cook food."
"Why wouldn't you eat it?"
Exactly how early humans may have cooked with hot springs is still an open question. They could have butchered animals and dipped the meat in hot springs to make them more palatable. På ett liknande sätt, they could have boiled roots and tubers, much like cooking raw potatoes, to make them more easily digestible. Animals could have also met their demise while falling into the hydrothermal waters, where early humans could have fished them out as a precooked meal.
"If there was a wildebeest that fell into the water and was cooked, why wouldn't you eat it?" Sistiaga poses.
While there is currently no sure-fire way to establish whether early humans indeed used hot springs to cook, the team plans to look for similar lipids, and signs of hydrothermal reservoirs, in other layers and locations throughout Olduvai Gorge, as well as near other sites in the world where human settlements have been found.
"We can prove in other sites that maybe hot springs were present, but we would still lack evidence of how humans interacted with them. That's a question of behavior, and understanding the behavior of extinct species almost 2 million years ago is very difficult, Sistiaga says. "I hope we can find other evidence that supports at least the presence of this resource in other important sites for human evolution."
