Изменения в рационе стимулировали физическую эволюцию ранних людей

от

Распространение ранних людей из густых африканских лесов на луга было обусловлено необходимостью поиска готовых источников энергии. Это привело к тому, что они начали употреблять в пищу травянистые растения, особенно злаки и крахмалистые ткани растений, скрытые под землёй.

Однако новое исследование под руководством Дартмута показывает, что гоминины начали употреблять эти богатые углеводами продукты до того, как у них появились идеальные для этого зубы.

Авторы исследования проанализировали ископаемые зубы гомининов на наличие изотопов углерода и кислорода, оставшихся от употребления растений, известных как травянистые, к которым относятся травы и осоки. Они обнаружили, что древние люди стали употреблять эти растения гораздо раньше, чем их зубы эволюционировали для их эффективного пережёвывания. Только через 700 000 лет эволюция наконец догнала их, в виде более длинных моляров, которые позволили современным людям легко пережёвывать жёсткие растительные волокна.

Находки и выводы

Результаты исследования показывают, что успех ранних людей был обусловлен их способностью адаптироваться к новым условиям окружающей среды, несмотря на физические ограничения.

Люк Фаннин, постдокторский исследователь в Дартмуте и ведущий автор исследования, говорит: «Мы можем с уверенностью сказать, что гоминины были весьма гибкими, когда дело касалось поведения, и это было их преимуществом».

Натэниел Доминь, профессор антропологии Чарльза Хансена в Дартмуте и старший автор исследования, отмечает, что изотопный анализ позволяет преодолеть давнюю проблему выявления факторов, вызвавших появление нового поведения. «Антропологи часто основывают свои предположения о поведении на морфологических признаках, но эти признаки могут проявляться в ископаемом материале через очень долгое время — полмиллиона лет или больше», — говорит Доминь.

Команда проанализировала зубы различных видов гомининов, начиная с далёкого человеческого родственника Australopithecus afarensis, чтобы отследить, как потребление различных частей травянистых растений прогрессировало на протяжении тысячелетий. Для сравнения они также проанализировали ископаемые зубы двух вымерших видов приматов, которые жили примерно в то же время — гигантских наземных обезьян, похожих на бабуинов, называемых теропитеками, и небольших обезьян, питающихся листьями, называемых колобинами.

Все три вида отклонились от фруктов, цветов и насекомых в сторону трав и осок между 3,4 миллиона и 4,8 миллиона лет назад, сообщают исследователи. Это происходило несмотря на отсутствие зубов и пищеварительной системы, оптимально приспособленных для употребления этих более жёстких растений.

Гоминины и два вида приматов придерживались схожих растительных диет до 2,3 миллиона лет назад, когда содержание углерода и кислорода в зубах гомининов резко изменилось, как показало исследование. Это падение обоих изотопных соотношений предполагает, что человеческий предок того времени, Homo rudolfensis, сократил потребление трав и стал пить больше воды, обедненной кислородом.

Исследователи предлагают три возможных объяснения этого всплеска, включая то, что эти гоминины пили гораздо больше воды, чем другие приматы и животные саванны, или что они внезапно переняли образ жизни гиппопотамов, проводя весь день в воде и питаясь ночью.

Объяснение, наиболее соответствующее тому, что известно о поведении ранних людей, заключается в том, что позже гоминины получили регулярный доступ к подземным органам растений, известным как клубни, луковицы и корневища. Кислород-обеднённая вода также содержится в этих выступающих придатках, которые многие травянистые растения используют для хранения большого количества углеводов вдали от травоядных животных.

Переход от трав к этим высокоэнергетическим растительным тканям имел бы смысл для вида, численность и физические размеры которого росли, говорит Фаннин. Эти подземные запасы были в изобилии, менее рискованны, чем охота, и обеспечивали больше питательных веществ для растущего мозга ранних людей. Имея уже каменные орудия, древние люди могли выкапывать клубни, луковицы и корневища, сталкиваясь с небольшой конкуренцией со стороны других животных.

«Мы предполагаем, что этот переход к подземным продуктам питания был знаковым моментом в нашей эволюции», — говорит Фаннин. «Он создал избыток углеводов, которые были постоянными — наши предки могли получить к ним доступ в любое время года, чтобы прокормить себя и других людей».

Измерения зубов гомининов показали, что, хотя они становились последовательно меньше — уменьшаясь примерно на 5% каждые 1000 лет, — моляры становились длиннее, сообщают исследователи. Диетическая смена гомининов в сторону травянистых растений опережала эти физические изменения на протяжении большей части их истории.

Но исследование показало, что соотношение изменилось примерно 2 миллиона лет назад с Homo habilis и Homo ergaster, чьи зубы претерпели всплеск изменений в форме и размере, более подходящий для употребления приготовленных тканей, таких как жареные клубни.

Грамминоиды распространены во многих экосистемах. Где бы они ни находились, гоминины могли бы максимизировать количество питательных веществ, получаемых из этих растений, поскольку их зубы становились более эффективными в их пережёвывании, говорит Доминь.

«Один из животрепещущих вопросов антропологии заключается в том, что гоминины делали иначе, чего не делали другие приматы? Эта работа показывает, что способность использовать травянистые ткани может быть нашим секретным соусом», — говорит Доминь.

«Даже сейчас наша глобальная экономика основана на нескольких видах трав — рисе, пшенице, кукурузе и ячмене», — добавляет он. «Наши предки сделали нечто совершенно неожиданное, что изменило правила игры для истории видов на Земле».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте