Una serie di rapidi cambiamenti ambientali in Africa orientale circa 2 milioni di anni fa può essere responsabile per la guida dell'evoluzione umana, secondo i ricercatori della Penn State e Rutgers University.

"Il paesaggio primi umani che abitano la transizione rapidamente avanti e indietro tra un bosco chiuso e un pascolo aperto da cinque a sei volte nel corso di un periodo di 200.000 anni, " ha detto Clayton Magill, studente laureato in scienze geologiche presso la Penn State. "Questi cambiamenti successo molto bruscamente, con ogni transizione che si verificano nel corso di centinaia di solo poche migliaia di anni."

Secondo Katherine Freeman, professore di scienze geologiche, Penn State, l'ipotesi corrente principale suggerisce che i cambiamenti evolutivi tra gli esseri umani nel corso del periodo il team ha studiato erano collegati ad un lungo, costante cambiamento ambientale o anche un grande cambiamento nel clima.

"C'è una vista questa volta in Africa fu il 'essiccazione Grandi, ' quando l'ambiente lentamente asciugata oltre 3 milioni di anni", ha detto. "Ma i nostri dati mostrano che non è stato un grande progresso verso asciutto, l'ambiente era molto variabile."

Secondo Magill, molti antropologi ritengono che la variabilità di esperienza può innescare lo sviluppo cognitivo.

"I primi esseri umani è passato da avere alberi disponibili ad avere solo erbe disponibile in soli 10-100 generazioni, e la loro dieta avrebbe dovuto cambiare in risposta, " ha detto. "I cambiamenti nella disponibilità di cibo, tipo di cibo, o il modo in cui si ottiene il cibo può innescare meccanismi evolutivi per far fronte a questi cambiamenti Il risultato può essere l'aumento delle dimensioni del cervello e la cognizione, cambiamenti di locomozione e anche cambiamenti sociali -. Come interagire con gli altri in un gruppo. nostri dati sono coerenti con queste ipotesi. Abbiamo dimostrato che l'ambiente cambiato drasticamente nel corso di un breve periodo di tempo, e questa variabilità coincide con un periodo importante della nostra evoluzione umana, quando il genere Homo è stato stabilito in primo luogo, e quando non vi era prima prova di strumento utilizzare. "

I ricercatori - tra cui Gail Ashley, professore di scienze della terra e planetarie, Rutgers University - ha esaminato sedimenti del lago di Olduvai Gorge nel nord della Tanzania. Hanno rimosso la materia organica che aveva sia lavato o è stato soffiato nel lago dalla vegetazione circostante, microbi e organismi altri 2 milioni di anni fa dai sedimenti. In particolare, si guardarono biomarcatori - molecole fossili di antichi organismi - dal rivestimento ceroso sulle foglie delle piante.

"Abbiamo preso in cere foglia perché sono duri, sopravvivono anche nel sedimento", ha detto Freeman.

Il team ha utilizzato gas cromatografia e spettrometria di massa per determinare le abbondanze relative di cere diverse foglie e l'abbondanza di isotopi di carbonio per cere foglia diversi. I dati hanno permesso loro di ricostruire il tipo di vegetazione presente nella zona di Olduvai Gorge a intervalli di tempo ben precisi.

I risultati hanno mostrato che l'ambiente di transizione rapidamente avanti e indietro tra un bosco chiuso e uno aperto praterie.

Per scoprire cosa ha causato questa rapida transizione, i ricercatori hanno usato modelli statistici e matematici di correlare i cambiamenti che hanno visto l'ambiente con le altre cose che potrebbero essere stati accadendo al momento, inclusi i cambiamenti nel movimento della Terra e le variazioni del mare temperature superficiali .

"L'orbita della Terra intorno al sole cambia lentamente nel tempo", ha detto Freeman. "Questi cambiamenti sono stati legati al clima locale a Olduvai Gorge attraverso i cambiamenti nel sistema dei monsoni in Africa. Leggeri cambiamenti nella quantità di sole cambiato l'intensità della circolazione atmosferica e la fornitura di acqua. I modelli di pioggia che guidano i motivi vegetali seguire questo circolazione dei monsoni. Abbiamo trovato una correlazione tra i cambiamenti dell'ambiente e del movimento planetario. "

Il team ha anche trovato una correlazione tra i cambiamenti dell'ambiente e della superfice marina temperatura ai tropici.

"Troviamo complementari meccanismi di forzatura: una è la via orbite intorno alla Terra, e l'altro è la variazione delle temperature oceaniche che circondano l'Africa", ha detto Freeman. I ricercatori hanno recentemente pubblicato i loro risultati negli Atti della National Academy of Sciences insieme con un'altra carta nello stesso numero che si basa su questi risultati. Il secondo indica che le precipitazioni era maggiore quando c'erano alberi intorno e meno quando c'era un pascolo.

"La ricerca sottolinea l'importanza di acqua in un paesaggio arido come l'Africa", ha detto Magill. "Le piante sono così intimamente legata al mare, che se si dispone di scarsità d'acqua, di solito portare ad insicurezza alimentare.

"Insieme, questi due documenti risplendere la luce sull'evoluzione umana, perché ora abbiamo un punto di vista adattativo. Siamo consapevoli, almeno in prima approssimazione, che tipo di condizioni erano prevalenti in quella zona e ci mostrano che i cambiamenti di cibo e acqua erano legati a grandi cambiamenti evolutivi ".

La National Science Foundation ha finanziato questa ricerca.