一項新的研究表明，一個古老的湖泊，其湖岸在茂密的森林和乾燥的熱帶草原之間搖擺不定，顯示了氣候變化可能如何在東非塑造人類的黎明。
科學家們在坦尚尼亞奧杜威峽谷研究了距今200萬年的有機遺骸，追蹤了植物生命如何適應區域氣候，因為區域氣候從規律的季風轉變為酷熱的乾旱期。研究人員上週在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的發現。
該峽谷是一些最早的人類祖先——人科動物的家園，周圍的景觀提供了他們生活條件的最佳景象，這些景象來自化石遺骸、工具、人工製品和植物殘留物。
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“這是一個不尋常且幾乎是極端的情況，”共同作者、羅格斯大學地球與行星科學教授蓋爾·阿什利說。“[奧杜威峽谷]就像一個完美的環境，因為它是一個封閉的盆地，並且充滿了沉積物，而這些沉積物記錄了它周圍的一切，就像一本書一樣。”
正是在這些沉積物中，阿什利和她的合作者發現了來自史前植物和藻類的蠟質，這些蠟質是在過去十年中從奧杜威採集的樣本中收集的。該團隊檢查了距今200萬年前，跨越20萬年時間框架（大約在直立人出現之初）的殘留物。
賓夕法尼亞州立大學地球化學研究生、共同作者克萊頓·馬吉爾解釋說，透過測量這些蠟質中的同位素，該團隊描繪了峽谷中生長著哪些種類的植物以及它們生活在什麼環境中的圖景。
“透過碳，我們可以區分草和樹，”馬吉爾說，並指出不同的植物具有不同的碳特徵。另一方面，氫同位素測量乾旱程度。“較重的[氫]同位素與較乾燥的條件有關，”他說。氫同位素較輕的水往往蒸發得更快，因此當地面乾燥時，植物最終會積累較重的氫。
大腦發育如何與氣候聯絡起來
透過這些測量，研究人員追蹤了峽谷中隨著時間推移生長的植物種類，並將它們與氣候變化進行了比較，構建了植物和水分波動的連續記錄。“我們發現，200萬年前到180萬年前的時期與極端環境變化有關，”馬吉爾說。
草原讓位於樹木繁茂的森林，然後又再次變為草原，而峽谷中的水位上升和下降，通常以地質時間尺度來看非常迅速。“有證據表明，隨著時間的推移，存在收縮和擴張，”共同作者、賓夕法尼亞州立大學地球科學教授凱瑟琳·弗里曼說。“我們展示的是，在幾千年的尺度上，從最乾燥到最潮溼的反覆轉變。”
儘管不如高聳的黑色巨石那樣引人注目，但這些變化可能透過迫使早期人科動物適應快速變化的氣候，從而促進了人類進化，促使他們開發新的策略來狩獵、採集，並在食物和淡水變化的情況下生存。“這就是聯絡所在；大腦的發育、食物的採集，可能是由持續變化的氣候引發的，”阿什利說。這些變化還在其他物種（如鳥類和爬行動物）中產生了選擇壓力。
“我們的發現與變化性是人類進化的驅動因素相符，”弗里曼說。“我們看到的不是緩慢而穩定的變化，而是一種相當劇烈的變化性。” 這挑戰了認為緩慢乾燥的大陸迫使早期人科動物進化和分散的觀點。
這對現代氣候變化有任何影響嗎？在某種程度上可能有。“現代氣候變化的速度相當獨特，”馬吉爾說。“我們真的不太確定會發生什麼。”
然而，一些科學家已經看到由於氣候變化，各種物種的種群、行為和身體發生了變化（ClimateWire，2012年12月20日）。儘管現代人類可以找到適應新常態的方法，但研究人員不確定人類生物學在長期內將如何變化。
對於奧杜威團隊來說，下一步是以地理位置而非時間變化為視角進行分析。這樣，它可以跟蹤不同地形上的生命如何對類似的氣候條件做出反應。
經 Environment & Energy Publishing, LLC. 許可，轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500