Das Klima der Erde war schon immer in Bewegung. Seit unsere Vorfahren vor Millionen von Jahren vom Primaten-Evolutionsbaum abgezweigt sind, war der Planet drastischen Schwankungen zwischen feuchten und trockenen Perioden sowie langlebigen Eis- und Frostperioden ausgesetzt. Es ist klar, dass die frühen Menschen solche Veränderungen überstanden haben - unsere Existenz bestätigt ihren Erfolg. Eine wachsende Zahl von Wissenschaftlern ist jedoch der Ansicht, dass große Klimaveränderungen möglicherweise auch einige der bestimmenden Merkmale der Menschheit hervorgerufen haben.
Insbesondere scheinen einige große evolutionäre Sprünge wie größere Gehirne und komplexer Werkzeuggebrauch mit einem signifikanten Klimawandel zusammenzufallen. "Ich denke, um fair zu sein, alles, was wir im Moment haben, ist Zufall", sagte Peter B. deMenocal vom Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University. Aber er und andere Forscher untersuchen verschiedene Beweislinien, von alten Zähnen bis hin zu Sedimenten am Meeresboden, um herauszufinden, ob eine konkretere Verbindung unterstützt werden kann.
Die Daten helfen Wissenschaftlern auch dabei, die möglichen Theorien zu untersuchen, wie das Klima evolutionäre Fortschritte ausgelöst haben könnte. Eine Idee ist beispielsweise, dass große Fortschritte nicht durch die Anpassung an eine bestimmte Änderung des Lebensraums, sondern durch eine Reihe häufiger Änderungen erzielt wurden. Mit anderen Worten, der Mensch hat sich entwickelt, um mit Unsicherheit zu leben. Rick Potts vom Human Origins Program der Smithsonian Institution nennt diese Idee „Variabilitätsauswahl“, und es ist möglich, dass mindestens zwei wichtige evolutionäre Ereignisse mit Perioden der Klimainstabilität zusammenhängen.
„Vor ungefähr 3 bis 2, 5 Millionen Jahren ist die Abstammungslinie von‚ Lucy '( Australopithecus afarensis ) ausgestorben, und die ersten Mitglieder unserer eigenen Gattung, Homo, sind aufgetaucht. Die ersten einfachen Steinwerkzeuge tauchten auch mit diesen Fossilien auf, die einige moderne Merkmale wie größere Gehirne aufwiesen “, sagt deMenocal. „Dann sehen wir vor 2 bis 1, 5 Millionen Jahren den Homo erectus. „Dieser Hominin mit dem größeren Gehirn hatte ein Skelett, das unserem eigenen sehr ähnelte, hochentwickelte Werkzeuge wie Doppelklingenäxte und neue Verhaltensweisen, die die frühen Menschen zum ersten Mal aus Afrika herausführten.
Dieser Schädel eines in Äthiopien gefundenen Australopithecus afarensis- Kindes stammt aus der Zeit vor etwa 3, 3 Millionen Jahren. (EUAN DENHOLM / X01999 / Reuters / Corbis) Beide Ereignisse ereigneten sich zu Zeiten, als sich das lokale Klima dramatisch veränderte. Wir wissen zum Beispiel, dass Afrika vor etwa 3 Millionen Jahren - ungefähr zu der Zeit, als die ersten Homo- Arten auftauchten - von bewaldeten Gebieten zu offenen Wiesen überging, als das Klima austrocknete. Dieser einfache Wechsel der Landschaft mag ein Grund dafür sein, dass sich die frühen Menschen vom Klettern zum aufrechten Gehen entwickelt haben. Die jüngsten am Meeresboden gesammelten Erkenntnisse geben jedoch einen noch genaueren Einblick in den Klimawandel in dieser Zeit.
Für seine Arbeit bohrt deMenocal entlang der afrikanischen Küste in den Meeresboden, wo Sedimente, die längst an Land verteilt worden wären, in geordneten Schichten verbleiben. Vor der Küste aus Afrika und Arabien geblasene Sedimente haben sich hier mit einer Geschwindigkeit von 1, 5 Zoll pro 1.000 Jahre angesammelt und bilden eine Klimaschicht aus abwechselnden hellen und dunklen Bändern. Während der Trockenperioden bilden Schichten den dunklen, kiesigen Schmutz, der von alten Monsunen auf das Meer geblasen wird. In feuchten Perioden enthalten die Schichten leichte Zusammenschlüsse von reichlich versteinertem Plankton.
Die Kerne weisen etwa alle 20.000 Jahre Schwankungen zwischen sehr nassen und sehr trockenen Perioden auf. Dies folgt einem regelmäßigen Zyklus, der durch ein Wackeln in der Erdumlaufbahn gesteuert wird und die Menge des verfügbaren Sonnenlichts, das auf den Planeten trifft, erhöht und verringert. Diese Schwingungsperioden ereigneten sich auf geologischen Zeitskalen sehr schnell. Interessanterweise ereigneten sich die stärksten Schwankungen vor 3 bis 2, 5 Millionen Jahren und erneut eine Million Jahre später - in den beiden Hauptphasen des frühen menschlichen Fortschritts.
Ein weiterer Beweis für diese instabile Antike findet sich im modernen Afrika. Das Great Rift Valley beherbergt viele der wichtigsten Fossilien in der frühen Homininen-Evolution, daher untersuchte Mark Maslin, Geograf am University College London, den Paläoklima-Datensatz des Tals. Sein Team stellte fest, dass die dortigen Seebecken vor etwa 2, 5 Millionen Jahren und vor 1, 7 Millionen Jahren sehr empfindlich auf die gleichen raschen Klimaveränderungen reagierten. "Diese Süßwasserseen können sich mit veränderten Niederschlägen füllen oder verschwinden", sagt er. „Wir haben festgestellt, dass diese besonderen Perioden oder‚ Impulse ', in denen die Seen kommen und gehen, direkt mit großen Veränderungen in der menschlichen Evolution korrelieren. Die beiden Datensätze sind absolut kompatibel. "
Die Analyse fossiler Zähne, die reich an Kohlenstoff-Isotopen-Daten ist, hilft dabei, die Ess- und Trinkgewohnheiten unserer Vorfahren in diesen unbeständigen Zeiten und die Art der Umgebung, in der sie lebten, näher zu erläutern. Diese Studien zeigen, dass Homo einem Trend widerspricht, bei dem sich frühere Völker passiv von den wachsenden Wiesen ernährten, sagt deMenocal. Dies deutet darauf hin, dass erfolgreichere frühe Menschen in variablen Zeiträumen nach vielfältigen Nahrungsoptionen suchten, obwohl die afrikanische Landschaft langfristig zu einer gleichmäßigeren Grünlandumgebung tendierte.
„Vor ungefähr 2 Millionen Jahren, wenn man sich die Zähne von Homo ansieht, sieht man eine Diät, die beinahe zu 50 zwischen Gräsern und anderen Nahrungsmitteln aufgeteilt ist“, sagt deMenocal. „Daher gibt es zunehmend geochemische Hinweise auf Ernährungsänderungen, die auf eine große Flexibilität hinweisen, einschließlich der Verarbeitung von Schlachtkörpern, großer Migrationen und Verhaltensänderungen, die auf eine andere Lebensweise hinweisen.“ Homo verlieh diesen wertvollen Merkmalen künftige Abstammungslinien und zeitgenössische Arten mehr begrenzte Diät starb aus.
Ein Stück Kieferknochen eines frühen menschlichen Vorfahren, gefunden an einem Ort in Spanien, der ungefähr 1, 2 Millionen Jahre alt ist. (Sani Otero / epa / Corbis) Nur eine mögliche Beziehung zwischen Klimawandel und Entwicklungssprüngen zu identifizieren, hilft Wissenschaftlern jedoch nicht, genau herauszufinden, was einen bestimmten Fortschritt ausgelöst hat, sagt Maslin.
"Ich denke, dass es viele faszinierende Theorien der menschlichen Evolution gibt, aber jede könnte tatsächlich richtig sein", sagt er. „Sie können also jede Zeit in dieser sich verändernden Landschaft auswählen, und es könnte sich auf eine andere Eigenschaft ausgewirkt haben.“ Zum Beispiel ist es plausibel zu vermuten, dass sich das Gehirn unserer Vorfahren vergrößert hat, als die Seen sehr unterschiedlich waren, weil die Homininen klüger werden mussten Ermitteln Sie, woher die nächsten Mahlzeiten stammen, sagt Maslin.
„Andererseits könnte es sein, dass in nassen Zeiten, in denen es viele Ressourcen gibt, sexuelle Selektion einsetzt und die klügsten Frauen sagen: Welcher der Männer die Gruppe kontrolliert, ich habe ihn als Partner Studien aus späteren Perioden wie der Mittelsteinzeit (vor etwa 80.000 bis 40.000 Jahren) verbinden den raschen Klimawandel, der in Südafrika zu feuchten Bedingungen führte, mit Innovationen in Bezug auf Sprache und kulturelle Identität, einschließlich symbolischer Gravuren und Muschelschmuck.
Und der Aufstieg der Landwirtschaft vor rund 10.000 Jahren fällt mit Klimaveränderungen nach dem Ende der letzten Vereisung zusammen. Einige Wissenschaftler haben angenommen, dass der Rückzug des Eises den Menschen die Domestizierung von Pflanzen im Nahen Osten erleichtert oder sogar erleichtert. Es gibt aber auch einige gemischte Signale. Spätere Ausdehnungen des frühen menschlichen Gehirns - kleinere, aber immer noch signifikante Sprünge - scheinen in Zeiten relativ stabilen Klimas stattgefunden zu haben, sagt Maslin.
Andere Forscher vermuten, dass der antike Klimawandel auf Menschen in einer Weise wirkte, die evolutionären Anpassungen ähnlicher ist als bei anderen Tieren und Pflanzen. John Stewart von der Bournemouth University ist der Ansicht, dass sich das Klima wahrscheinlich verändert und die Menschen in die Landschaft des heutigen Europas und Asiens gebracht, einige Populationen isoliert und Bedingungen geschaffen hat, die zu evolutionären Veränderungen und dem Aufkommen neuer Arten führen können.
Studien haben gezeigt, dass vergangene Eiszeiten Arten wie den Igel in kleinere Gebiete oder Refugien gezwungen haben könnten, wo sie überleben könnten. Diese Arten waren nicht genetisch identisch, als sie entstanden und sich ausbreiteten, als ihr bevorzugtes Klima zurückkehrte. Wenn diese Prozesse bei Homininen auf die gleiche Weise abliefen, könnten Neandertaler und Denisovaner aus frühen Gruppen wie Homo heidelbergensis hervorgegangen sein, als sie in kleinen, lebenswerten Taschen der kalten nördlichen Hemisphäre isoliert wurden.
„Wir haben uns andere Organismen angesehen und wie sie sich während der letzten interglazialen Zyklen angepasst haben“, sagt Stewart über die Arbeit mit Chris Stringer vom Natural History Museum in London. „Einige Muster scheinen aufzutreten, wenn man sich die geografische Verbreitung und Genetik ansieht, und wir haben die Menschen in demselben Licht betrachtet. Wenn wir an die organische Evolution glauben, sollten wir keine neuen Prozesse für den Menschen erfinden oder als Sonderfall behandeln. Wir sollten sie in dieses größere Bild einpassen. “
Der Prozess könnte an Orten näher am Äquator, an denen der Klimawandel vielleicht nicht so extrem war, anders verlaufen sein, fügt Stewart hinzu. Und er glaubt, dass sich seine Theorie nicht mit der Art der Variabilitätsauswahl ausschließt, für die sich Rick Potts, Peter deMenocal und andere einsetzen.
„Aber ich denke, Variabilitätsauswahl ist für mich kein Mechanismus, um eine neue Art zu erschaffen. Es ist eher ein Mechanismus, um eine erfolgreiche Linie zu entwickeln, die sich ausbreiten kann und der es ermöglicht, mit vielen verschiedenen Szenarien fertig zu werden “, sagt Stewart. „Um zwei Arten aus einer zu machen, brauchst du meiner Meinung nach eine solche geografische Isolation, die durch das Klima bedingt ist.“ Dennoch sagt er: „Es besteht kein Zweifel, dass die Menschen mit vielen verschiedenen Dingen fertig werden und mit etwas in der Evolution muss das so gemacht haben. “
