Tugga Bahirs kärnborrningsställe, extrahera en liner full av återvunnet sedimentmaterial från den 280 m långa kärnan:dagskiftet som försöker dra ut linern med kombinerade krafter. Kredit:Frank Schaebitz
Tre distinkta faser av klimatvariabilitet i östra Afrika sammanföll med förändringar i homininutveckling och spridning under de senaste 620 000 åren, har en analys av miljöproxies från en sjösedimentuppteckning avslöjat.
Projektet utforskar det yngsta kapitlet i mänsklig evolution genom att analysera lakustrina sediment i närheten av paleo-antropologiska nyckelplatser i östra Afrika med hjälp av vetenskaplig djupborrning. Forskningssträvan omfattade mer än 22 forskare från 19 institutioner i 6 länder och leddes av Dr. Verena Foerster vid Kölns universitets Institute of Geography Education. Artikeln "Pleistocene klimatvariationer i östra Afrika påverkade homininutvecklingen" har nu dykt upp i Nature Geoscience .
Trots mer än ett halvt sekel av fossila upptäckter av homininer i östra Afrika är den regionala miljökontexten för evolutionen och spridningen av moderna människor och deras förfäder inte väl etablerad. Särskilt för Pleistocen (eller istiden) för mellan 2 580 000 och 11 700 år sedan finns det inga kontinuerliga högupplösta paleo-miljöregister tillgängliga för den afrikanska kontinenten.
Forskargruppen extraherade två kontinuerliga 280 meter långa sedimentkärnor från Chew Bahir Basin i södra Etiopien, ett område där tidiga människor levde och utvecklades under Pleistocen. Chew Bahir är mycket avlägset beläget i en djup tektonisk källare i närheten av Turkana-området och Omo-Kibish, viktiga paleo-antropologiska och arkeologiska platser.
Kärnorna gav det mest kompletta rekordet för en så lång period som någonsin utvunnits i området, och avslöjade hur olika klimat påverkade den biologiska och kulturella omvandlingen av människor som bor i regionen.
Vetenskapliga djupborrningar i Chew Bahir, södra Etiopien, under nattskift och med avlägsna åskväder. Kredit:Annett Junginger
Ett tvärvetenskapligt team inklusive geovetare, sedimentologer, mikropaleontologer, geologer, geografer, geokemister, arkeologer, kronologer och klimatmodeller arbetade för att återvinna de två kontinuerliga sedimentkärnorna, från vilka så kallade proxies (som mikrofossiler eller elementära variationer) användes samla in data för att rekonstruera regionens klimathistoria.
Arkeologer, evolutionsbiologer och evolutionsantropologer identifierade sedan faser av klimatpåfrestning såväl som mer gynnsamma förhållanden och tolkade hur dessa faktorer förändrade mänskliga livsmiljöer, påverkade människans biologiska och kulturella evolution samt deras spridning.
Specifikt fann forskarna att olika anatomiskt olika hominingrupper bebodde området under en fas av långvariga och relativt stabila fuktiga förhållanden från cirka 620 000 till 275 000 år BP (före närvarande). Emellertid avbröt en serie kortare abrupta och extrema torra pulser denna långa allmänt stabila och våta fas. Troligtvis resulterade detta i en fragmentering av livsmiljöer, förändringar i befolkningsdynamik och till och med utrotning av lokala befolkningar.
Som ett resultat var små, reproduktivt och kulturellt isolerade befolkningar sedan tvungna att anpassa sig till dramatiskt förvandlade lokala miljöer, vilket sannolikt stimulerade uppkomsten av de många geografiskt och anatomiskt distinkta hominingrupperna och separationen av våra moderna mänskliga förfäder från arkaiska grupper.
En fas med betydande klimatsvängningar som resulterade i regelbundet omvandlade livsmiljöer i området från cirka 275 000 till 60 000 år BP resulterade upprepade gånger i miljöförskjutningar från frodig vegetation med djupa sötvattensjöar till mycket torra landskap med de omfattande sjöarna reducerade till små salthaltiga pölar. In this phase, the population groups gradually transitioned from Acheulean technologies (oval hand axes made of stone and primarily associated with Homo ergaster/erectus) to more sophisticated Middle Stone Age technologies.
The Chew Bahir science camp:'Chew Bahir city', 3 km from the drill site. Credit:Verena Foerster
This crucial phase also encompasses the emergence of Homo sapiens in eastern Africa as well as key human social, technological, and cultural innovations that could have buffered early Homo sapiens from the impacts of severe environmental changes. "These innovations, such as more varied toolkits and long-distance transport, would have equipped modern humans with an unprecedented adaptability to the repeated expansions and contractions of habitats," said Dr. Foerster, the paper's lead author.
The phase from approximately 60,000 to 10,000 years BP saw the most extreme environmental fluctuations, but also the most arid phase of the entire record, which could have acted as a motor for continuous indigenous cultural change. The scientists believe that the brief alignment of humid pulses in eastern Africa with wet phases in north-eastern Africa and the Mediterranean was key to opening favorable migration routes out of Africa on a roughly north-south axis along the East African Rift System (EARS) and into the Levant, facilitating the global dispersal of Homo sapiens.
"In view of current threats to the human habitat from climate change and the overuse of natural resources through human activity, understanding how the relationship between climate and human evolution has become more relevant than ever," Foerster concluded.
This research is part of the Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project (HSPDP). In order to evaluate the impact that different timescales and magnitudes of climatic shifts have had on the living conditions of early humans, the project has cored five lake archives of climate change during the last 3.5 million years. All five sites in Kenya and Ethiopia are located in close vicinity to paleoanthropological key sites covering various steps in human evolution, with the site in southern Ethiopia exploring the youngest chapter. + Utforska vidare
