Исследование зубов ископаемых обезьян раскрывает новые данные о древних сезонных климатах
Международная команда учёных продемонстрировала, как микроотбор проб для анализа изотопов кислорода в окаменелых зубах может дать более глубокое понимание роли сезонного климата и поведения в эволюции человека и приматов.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, было сосредоточено на окаменелых зубах древних млекопитающих из местонахождения в Кении возрастом 17 миллионов лет, включая загадочную крупную человекообразную обезьяну Afropithecus turkanensis.
Для контекста учёные под руководством доктора Дэниела Грина из Колумбийского университета и профессора Тани Смит из Университета Гриффита сначала измерили изотопы кислорода в зубах современных африканских приматов с почти недельным разрешением.
Они обнаружили, что зубы фиксируют детали сезонных осадков, условий окружающей среды и поведения животных. Более тяжёлые изотопы кислорода в большем количестве содержатся в питьевой воде и пище из засушливых регионов и в периоды аридности.
Зубы приматов также отразили антропогенные изменения ландшафта, такие как перекрытие рек, и даже указали на исторические метеорологические события. Изотопный состав зафиксировал продолжительную засуху в одном случае и экстремальное количество осадков в другом, поскольку формирование зубов этих обезьян происходило в 1960-х годах, когда эти события случились.
Затем авторы проанализировали изотопы кислорода в зубах ископаемой обезьяны Afropithecus и сравнили результаты с данными по современным африканским приматам, а также с моделями древних осадков, смоделированными с помощью современных климатических моделей.
Результаты показали, что ископаемые обезьяны переживали сухие и влажные сезоны переменной интенсивности. Специализированные адаптации зубов и челюстей Afropithecus, вероятно, позволяли потреблять твёрдую пищу в сезоны засухи или нехватки ресурсов.
«Это исследование имеет широкое значение, поскольку сезонные изменения в доступности ресурсов, как полагают, влияли на эволюцию человекообразных обезьян, ранних гоминин и современных людей», — отметила профессор Смит.
Ключевой результат также заключается в том, что мелкомасштабные изотопные вариации в зубах современных приматов показали: большинство предыдущих исследований изотопов кислорода в зубах ископаемых гоминин и других приматов недооценивало диапазон изменчивости окружающей среды, которая формировала поведение и эволюцию приматов.
В работе использовались австралийские разработки в области ионного микрозондирования, развиваемые заслуженным профессором Яном Уильямсом из Австралийского национального университета (ANU) — пионером в создании систем Чувствительного ВысокоРазрешающего Ионного Микрозонда (SHRIMP).
Применение ANU SHRIMP позволило проводить микроскопический отбор проб для измерения изотопов кислорода, зафиксированных в процессе формирования зуба. Это «окно» в окружающую среду можно изучать с высокой точностью, поскольку зубная эмаль имеет ежедневные линии роста, видимые в световой микроскоп.
«Влияние климатических вариаций на самых ранних африканских человекообразных обезьян плохо изучено, потому что детальные записи сезонных изменений того раннего периода — миоцена — редки», — сказал доктор Грин.
«Значения изотопов у Afropithecus и близко связанных с ним травоядных позволяют предположить, что обезьяны в этой части Восточной Африки жили в сезонных лесах или редколесьях задолго до происхождения гоминин. Возможно, мы видим влияние этого сезонного климата на новые анатомические характеристики и поведение ранних человекообразных обезьян».
Смит, Грин и Уильямс в течение последних пяти лет работают над совершенствованием и применением этого мощного аналитического подхода для изучения как современных, так и ископаемых людей.