Зубы — одно из главных эволюционных преимуществ человека. Сочетание моляров, клыков и резцов позволяет нам питаться разнообразной всеядной пищей, в отличие от многих других животных. Это значительно расширяет доступные источники энергии и, следовательно, увеличивает количество питательных веществ и шансы на выживание.
Но, согласно исследованию, опубликованному 31 июля в журнале Science, стремление наших ранних предков-гомининов откусывать больше, чем они могли буквально прожевать, стало вероятной причиной эволюции наших зубов.
Выводы сделаны группой исследователей под руководством учёных из Дартмутского колледжа. Они предлагают первые известные доказательства поведенческого драйва — тенденции вида развивать привычки, полезные для выживания, до того, как физиология эволюционирует, чтобы соответствовать этим требованиям.
Антрополог и ведущий автор исследования Люк Фаннин заявил: «Мы можем с уверенностью сказать, что гоминины были довольно гибкими в поведении, и это было их преимуществом».
Фаннин объяснил, что антропологи часто обсуждают поведенческие и морфологические изменения гомининов так, будто они эволюционировали в тандеме. Однако анализ его команды показывает, что раннее человеческое поведение было самостоятельной эволюционной силой, имеющей большое значение для нашего физического развития и изменения рациона.
Выводы Фаннина и его коллег были сделаны на основе изучения множества наборов окаменелых зубов различных видов гомининов и приматов, начиная с одного из наших далёких родственников, жившего 3,9–2,9 миллиона лет назад, — австралопитека афарского (Australopithecus afarensis). Исследователи особенно интересовались уровнем содержания в зубах представителей этого вида соединений, известных как граминоиды, — изотопов углерода и кислорода, оставшихся после употребления трав и осоковых растений.
Они также изучили окаменелые зубы двух вымерших видов приматов, современников A. afarensis: огромных наземных обезьян, похожих на павианов (теропитеков), и более мелких травоядных обезьян (колобинов).
Команда обнаружила, что, хотя A. afarensis, теропитеки и колобины изначально предпочитали диету с высоким содержанием насекомых, фруктов и цветов, они начали переходить на более жёсткую пищу с высоким содержанием граминоидов 3,4–4,8 миллиона лет назад. Однако эти изменения в рационе произошли как минимум за 700 000 лет до того, как зубы и пищеварительная система гомининов оптимизировались для переваривания такой растительности.
Затем, около 2,3 миллиона лет назад, в зубах гомининов значительно уменьшилось содержание изотопов кислорода и углерода. По словам исследователей, это означает, что предок человека того времени — Homo rudolfensis — сократил потребление травы из-за недостатка кислорода в воде. Они предложили три возможные теории.
В одном сценарии H. rudolfensis просто пил гораздо больше воды, чем другие приматы и африканские животные. Другая гипотеза заключается в том, что они переняли поведение современных бегемотов, проводя дни в воде и питаясь ночью. Однако объяснение, наиболее соответствующее раннему поведению человека, заключается в том, что гоминины начали собирать подземные богатые углеводами части растений, такие как клубни и луковицы.
Последний аргумент соответствует виду, быстро увеличивающемуся в размерах и численности. Энергоёмкие растения были повсюду, они не сопротивлялись, как добыча, и были более питательными. В этот момент истории древние люди также начали изготавливать каменные орудия, которые упростили поиск подземных растений.
«Мы предполагаем, что переход к подземным источникам пищи стал поворотным моментом в нашей эволюции», — сказал Фаннин. «Это создало избыток углеводов, к которым можно было получить доступ в любое время года, чтобы прокормить себя и других людей».
По словам старшего автора исследования Натаниэля Домини, один из оставшихся «актуальных вопросов» антропологии: «Что гоминины делали не так, как другие приматы?»
«Эта работа показывает, что способность использовать ткани трав может быть нашим секретным соусом», — сказал он.