Moderna människor spreds från Afrika flera gånger, men händelsen som ledde till global expansion inträffade för mindre än 100 000 år sedan. Vissa forskare antar att spridningar var begränsade till "gröna korridorer" som bildades under fuktiga intervaller när mat var rikligt och mänskliga populationer expanderade i takt med deras miljöer.
Men en ny studie publicerad i Nature , inklusive ASU-forskare Curtis Marean, Christopher Campisano och Jayde Hirniak, föreslår att människor också kan ha spridits under torra intervaller längs "blå motorvägar" skapade av säsongsbetonade floder. Forskare hittade också bevis på matlagning och stenredskap som representerar de äldsta bevisen på bågskytte.
I arbetet på Afrikas horn har forskare avslöjat bevis som visar hur tidiga moderna människor överlevde i kölvattnet av Toba-utbrottet, en av de största supervulkanerna i historien, för cirka 74 000 år sedan. Dessa människors beteendeflexibilitet hjälpte dem inte bara att leva genom superutbrottet utan kan ha underlättat senare spridning av moderna människor ut ur Afrika och över resten av världen.
"Den här studien bekräftar resultaten från Pinnacle Point i Sydafrika - utbrottet av Toba kan ha förändrat miljön i Afrika, men människor anpassade sig och överlevde den miljöförändringen som orsakade utbrottet", säger Marean, forskare vid Institute of Human Origins och Foundation Professor vid School of Human Evolution and Social Change.
Teamet undersökte platsen Shinfa-Metema 1 i låglandet i dagens nordvästra Etiopien längs Shinfafloden, en biflod till Blue Nile River.
Superutbrottet inträffade i mitten av den tid då platsen var ockuperad och dokumenteras av små glasskärvor vars kemi matchar Tobas.
"En av de banbrytande implikationerna av den här studien," sa Marean, "är att med de nya cryptotephra-metoderna som utvecklats för vår tidigare studie i Sydafrika, och nu tillämpas här i Etiopien, kan vi korrelera platser över hela Afrika, och kanske världen, med en upplösning på flera veckor."
Cryptotephra är signatur vulkaniska glasskärvor som kan variera från 80–20 mikron i storlek, vilket är mindre än diametern på ett människohår. Att utvinna dessa mikroskopiska skärvor från arkeologiska sediment kräver tålamod och stor uppmärksamhet på detaljer.
"Att söka efter cryptotephra på dessa arkeologiska platser är som att leta efter en nål i en höstack, men att inte veta om det ens finns en nål. Men att ha förmågan att korrelera platser 5 000 miles från varandra, och potentiellt längre, till inom veckor istället för tusentals år gör det hela värt det, säger Christopher Campisano, forskare vid Institute of Human Origins och professor vid School of Human Evolution and Social Change.
"Denna studie belyser återigen vikten av att teamet från University of Nevada-Las Vegas/Arizona State University tänjer på gränserna för att framgångsrikt analysera extremt låg förekomst av kryptotephra hittills och korrelera arkeologiska platser över hela Afrika", säger Campisano.
Metoderna för att identifiera kryptotephra med låg förekomst vid Pinnacle Point utvecklades först vid University of Nevada Las Vegas under ledning av sena Gene Smith och Racheal Johnsen och fortsatte nu vid Arizona State Universitys Sediment and TEphra Preparation (STEP) Lab.
Doktorand Jayde Hirniak från School of Human Evolution and Social Change ledde ASU:s försök att skapa sitt eget kryptotephra-labb – STEP Lab – i samarbete med Campisano och bygga vidare på metoder utvecklade vid UNLV. Hirniak samarbetade också med cryptotephra-laboratorier i Storbritannien som arbetar med sedimentprover som bevarar hundratals eller tusentals glasskärvor.
Nu är Hirniaks främsta expertis inom tefrokronologi, vilket innebär användning av vulkanaska för att länka samman arkeologiska och paleomiljödata och placera dem på samma tidslinje, vilket var hennes bidrag till denna forskning.
"Vårt labb på ASU byggdes för att bearbeta horisonter med extremt låg förekomst av kryptotephra (mindre än 10 skärvor per gram) med en högt specialiserad teknik. Det finns bara ett fåtal labb i världen med dessa möjligheter", säger Hirniak.
Migrationer längs "blå motorvägar"
Baserat på isotopgeokemi av tänderna hos fossila däggdjur och strutsäggskal drog de slutsatsen att platsen var ockuperad av människor under en tid med långa torrperioder i nivå med några av de mest säsongsmässigt torra livsmiljöerna i Östafrika idag. Ytterligare fynd tyder på att när flodflöden stannade under torra perioder, anpassade människor sig genom att jaga djur som kom till de återstående vattenhålen för att dricka. I takt med att vattenhålen fortsatte att krympa blev det lättare att fånga fisk utan någon speciell utrustning, och dieter övergick kraftigare till fisk.
Dess klimateffekter verkar ha gett en längre torrperiod, vilket gör att människor i området förlitar sig ännu mer på fisk. Krympningen av vattenhålen kan också ha drivit människor att migrera utåt på jakt efter mer mat.
"När människor tömde på mat i och runt ett givet vattenhål i torrperioden, tvingades de sannolikt flytta till nya vattenhål", säger John Kappelman, professor i antropologi och jord- och planetvetenskap vid UT och huvudförfattare till studien. "Åsongsbetonade floder fungerade alltså som "pumpar" som sugde ut befolkningar längs kanalerna från ett vattenhål till ett annat, vilket potentiellt drev den senaste spridningen utanför Afrika."
Människorna som bodde på Shinfa-Metema 1 har sannolikt inte varit medlemmar i gruppen som lämnade Afrika. Men den beteendemässiga flexibiliteten som hjälpte dem att anpassa sig till utmanande klimatförhållanden som Toba-superuptionen var förmodligen ett nyckeldrag hos människor från medelstenåldern som gjorde det möjligt för vår art att i slutändan skingras från Afrika och expandera över hela världen.
Människorna som bodde på Shinfa-Metema 1-platsen jagade en mängd olika landlevande djur, från antilop till apa, vilket vittnas om av skärmärken på benen, och uppenbarligen lagade de sina måltider, vilket framgår av bevis på kontrollerad eld på platsen. De mest utmärkande stenverktygen är små, symmetriska triangulära spetsar. Analyser visar att punkterna med största sannolikhet är pilspetsar som, vid 74 000 år gamla, representerar det äldsta beviset på bågskytte.
Mer information: John Kappelman, Adaptivt födosöksbeteende på Afrikas horn under Toba-superuption, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07208-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07208-3
Journalinformation: Natur
Tillhandahålls av Arizona State University
