Människor trivs över hela världen, vid varje temperatur, höjd och landskap. Hur blev människor så framgångsrika i att anpassa sig till vilken miljö vi än hamnar i? Forskare om mänskligt ursprung som jag är intresserade av hur denna typiska mänskliga egenskap, anpassningsförmåga, utvecklats.

På en plats i Kenya, mina kollegor och jag har arbetat med detta pussel i decennier. Det är en plats där vi ser stora förändringar ske i de arkeologiska och fossila dokumenten för hundratusentals år sedan. Men vilka yttre faktorer drev uppkomsten av beteenden som kännetecknar hur vår art, Homo sapiens , interagerar med sin omgivning?

Vi ville veta om vi kunde koppla det som hände i miljön vid den tiden till dessa teknikskiften och den mänskliga arten som levde där. Baserat på vår analys, publiceras i tidskriften Vetenskapens framsteg , vi drar slutsatsen att rötterna till Homo sapiens ' evolutionära anpassningar härrör från vår förmåga att anpassa oss till miljöförändringar.

Saknar tid i det arkeologiska arkivet

Den berömda förhistoriska platsen Olorgesailie ligger i södra Kenya. Det ligger i Rift Valley, ett seismiskt aktivt område där sjöar och vattendrag producerade sediment som ackumulerades över tiden, begrava och bevara fossiliserade ben och gamla stenredskap.

På Olorgesailie, vårt forskarteam har hittat bevis som potentiellt är relaterade till ursprunget till Homo sapiens i form av en kritisk övergång från en teknik till en annan.

Den äldre tekniken kännetecknas av stora, ovala skärredskap som kallas handaxes. Typiskt för det som kallas Acheulean stenteknik, nästan två dussin lager av dessa handyxor och andra Acheulean-verktyg har grävts fram vid Olorgesailie. De sträcker sig över en enorm period av cirka 700, 000 år, som täcker en tid då fossila lämningar visar att homininarten Homo erectus och Homo heidelbergensis bebott östra Afrika.

De sista Acheulean arkeologiska platserna vid Olorgesailie är 500, 000 år gammal, då finns det en frustrerande 180, 000-års gap i dessa sediment orsakat av erosion. Det arkeologiska arkivet startar upp igen omkring 320, 000 år sedan, när sediment började fyllas i landskapet.

Men Acheulean var borta. I dess ställe fanns medelstenåldersteknik, består vanligtvis av mindre, lättare att bära redskap än de klumpiga Acheulean handaxarna. I andra områden i Afrika, medelstenåldersteknologin förknippas med den tidigaste afrikanen Homo sapiens .

Dessa verktygstillverkare använde ofta skarpkantad svart obsidian som råmaterial. Arkeologerna Alison Brooks, John Yellen och andra spårade obsidianen kemiskt till avlägsna hällar i flera olika riktningar, upp till 95 kilometer från Olorgesailie. De drog slutsatsen att de avlägsna obsidiankällorna ger bevis på resursutbyte mellan grupper, ett fenomen okänt under Acheulean tid.

Våra utgrävningar från medelstenåldern innehöll också svarta och röda färgämnen. Arkeologer ser pigment som dessa som tecken på allt mer komplex symbolisk kommunikation. Tänk på alla sätt som människor använder färg – i flaggor, kläder och många andra sätt som människor visuellt hävdar sin identitet som en del av en grupp.

Så här hade vi utrotningen av det Acheuleans sätt att leva såväl som dess ersättning av dramatiskt nya beteenden inklusive tekniska innovationer, intergruppsutbyte av obsidian och användning av pigment. Men vi hade inget sätt att undersöka vad som hände på 180-talet, 000-års gap när denna övergång ägde rum.

Vi behövde återhämta oss den tiden. Vi började lägga strategi på hur vi kunde gräva fram sediment från någonstans i närheten som skulle ha registrerat miljöerna och överlevnadsutmaningarna i samband med denna förändring i tidig mänsklig anpassning.

Vi vänder oss till geologin för ledtrådar om tidiga människor

Olika typer av sediment läggs ner i sjöar, bäckar och jordar, och sedimentlagren berättar historien om förändrade miljöer över tid. Geologerna Kay Behrensmeyer och Alan Deino gjorde mig sällskap på fältet i södra Kenya för att ta reda på var vi skulle kunna borra efter sediment som skulle kunna fylla ut Olorgesailies tidsgap.

Vi anade att nyckeln till att förstå den stora övergången skulle ligga under en lägenhet, grässlätt cirka 24 kilometer söder om våra Olorgesailie-utgrävningar. Tillsammans med kollegor inklusive René Dommain och medarbetare från National Lacustrine Core Facility, vi borrade i september 2012 tills vi nådde det vulkaniska klippgolvet i Rift Valley.

Resultatet blev en kärna på 139 meter djup som innehöll en sekvens av gamla livsmiljöer och jordar för sjöar och sjökanter, alla genomsyrade av vulkaniska lager som vi kunde datera för att ge det mest exakt daterade östafrikanska miljörekordet för de senaste 1 miljon åren.

Med råd från geologen Andy Cohen och andra kollegor, Jag samlade ett internationellt team av jordforskare och paleoekologer för att ta prov och analysera kärnan. Vi kom på sätt att konvertera många olika mått på tidigare miljöer - mikroskopiska bitar av växter, encelliga kiselalger från de gamla sjöavlagringarna och olika kemiska signaler — till ekologiska mått på sötvattentillgång och vegetationstäcke. Den nyligen publicerade studien ger våra resultat.

Miljöer under tidsgapet

Sedimentregistret visade att under eran 1 miljon till 500, 000 år sedan, när Acheulean verktygsmakare var upptagna i Olorgesailie-bassängen, de ekologiska resurserna var relativt stabila. Färskvatten var tillförlitligt tillgängligt. Betande zebra, noshörning, babianer, elefanter och grisar förändrade den regionala vegetationen av trädbevuxen gräsmark för att skapa korta, näringsrika grässlätter.

Och vad hände sedan i tidsgapet?

Kärnan är mycket välbevarad i det tidigare mystiska tidsintervallet. Vi bestämde att ungefär 400, 000 år sedan, en kritisk miljöomställning ägde rum. Från en relativt stabil miljö, vi började se upprepade fluktuationer i vegetationen, tillgängligt vatten och andra ekologiska resurser som våra förfäder och andra däggdjur är beroende av.

Enligt den antropologiska litteraturen, jägare-samlare idag och under senare tid svarar på perioder av osäkra resurser genom att investera tid och energi för att förfina sin teknik. De ansluter sig till avlägsna grupper för att upprätthålla nätverk av resurs- och informationsutbyte. Och de utvecklar symboliska markörer som stärker dessa sociala kopplingar och gruppidentitet.

Låter bekant? Dessa beteenden liknar hur den forntida medelstenålderns livsstil vid Olorgesailie skilde sig från den Acheulean livsstilen.

Lika anmärkningsvärt, de stora betesarterna som är typiska för Acheulean-tiden dog ut efter 500, 000 år sedan. Mellan 360, 000 och 300, 000 år sedan, ekologiskt flexibla växtätare arter mindre i storlek, mindre vattenberoende och beroende av både kort och högt gräs och trädlöv, hade ersatt de specialiserade betarna som numera utdöda arter av zebror och den enorma babianen.

Dessa förändringar i djursamhället återspeglar fördelen med anpassningsbara dieter, en parallell till hur våra medelstenålders förfäder anpassade sig till miljöosäkerhet.

Under de senaste två decennierna, många forskare om mänskligt ursprung har tänkt på klimatet som det primära, om inte tunga, drivkraft för adaptiv evolution för hominin. Vår nya studie väcker uppmärksamhet, fastän, till flera faktorer i övergången Acheulean-medelstenåldern i södra Kenya.

Ja, nederbörden varierade kraftigt efter miljöomställningen 400, 000 år sedan. Men terrängen över hela regionen blev också sprucken av tektonisk aktivitet och täckt av vulkanaska. Och stora växtätare utövade olika inflytande på vegetationen före och efter denna övergång.

Resultatet blev en ekologisk kaskad av förändringar som inkluderade de tidiga människorna som praktiserade medelstenålderns sätt att leva. Vi föreslår att alla dessa faktorer tillsammans instiftade denna kritiska evolutionära förändring.

Mellanstenåldern kan ha en läxa för idag. När mänskligheten nu står inför en era av miljöosäkerhet på global skala, är vår art tillräckligt kvick för att engagera sig i sociala nätverk, ny teknik, och tillförlitliga informationskällor för att anpassa sig till de framtida miljöstörningarna?

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.