Een wereldwijd team van wetenschappers heeft aangetoond hoe microsampling van zuurstofisotopen in gefossiliseerde tanden meer inzicht kan bieden in de rol die het seizoensklimaat en het gedrag spelen in de evolutie van mens en primaat.

De nieuwe studie, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences , onderzocht de gefossiliseerde tanden van oude zoogdieren op een 17 miljoen jaar oude vindplaats in Kenia, waaronder de raadselachtige grote aap die bekend staat als Afropithecus turkanensis.

Om hun studie van deze fossielen te contextualiseren, maten de onderzoekers - onder leiding van Dr. Daniel Green van Columbia University en professor Tanya Smith van Griffith University - zuurstofisotopen (natuurlijke varianten van zuurstof) in moderne primatentanden in heel Afrika met een bijna wekelijkse resolutie.

Daarbij ontdekten ze dat hun tanden details registreerden van seizoensgebonden regenval, omgevingsomstandigheden en dierlijk gedrag. Het is bekend dat zwaardere zuurstofisotopen meer voorkomen in drinkwater en voedsel uit droge gebieden en tijdens perioden van droogte.

De onderzoekers ontdekten ook dat tanden van primaten menselijke veranderingen in het landschap kunnen weerspiegelen, zoals het afdammen van rivieren, en zelfs indicaties kunnen geven van historische meteorologische gebeurtenissen.

Zuurstofisotopen leken in het ene geval een langdurige droogte en in een ander geval een extreme regenval vast te stellen, aangezien de tanden van de apen zich in de jaren zestig vormden toen deze gebeurtenissen plaatsvonden.

De auteurs analyseerden vervolgens zuurstofisotopen in tanden van de fossiele aap Afropithecus en vergeleken hun resultaten met moderne Afrikaanse primaten, evenals oude regenpatronen gesimuleerd door geavanceerde klimaatmodellen.

Hun bevindingen suggereerden dat de fossiele apen in de loop van de tijd droge en natte seizoenen van variabele intensiteit doormaakten, en dat de gespecialiseerde tand- en kaakaanpassingen van Afropithecus de consumptie van hard voedsel zouden hebben ondersteund tijdens seizoenen van droogte of schaarste aan hulpbronnen.

"Dit onderzoek heeft een brede betekenis omdat seizoensgebonden veranderingen in de beschikbaarheid van hulpbronnen de evolutie van mensapen, vroege mensachtigen en moderne mensen hebben beïnvloed", zegt professor Smith van Griffith's Centre for Social and Cultural Research en het Australian Research Centre for Human. Evolutie.

Een ander belangrijk resultaat is dat fijngeschaalde isotopenvariatie binnen moderne primatentanden aantoonde dat de meerderheid van de zuurstofisotopenstudies van fossiele mensachtigen en andere primaten de omgevingsvariatie onderschatten die het gedrag en de evolutie van primaten heeft gevormd.

Deze studie maakte gebruik van Australische innovaties op het gebied van ionenmicroprobe-bemonstering, aangestuurd door emeritus professor Ian Williams van de Australian National University, die een pionier is geweest in de ontwikkeling van hun Sensitive High Resolution Ion Microprobe (SHRIMP)-systemen.

Door het gebruik van de ANU SHRIMP konden microscopisch kleine vlekken worden verwijderd om zuurstofisotopen te meten die werden geregistreerd terwijl de tand werd gevormd; dit omgevingsvenster kan met grote precisie worden bekeken, omdat tandglazuur dagelijkse groeilijnen heeft die kunnen worden gevisualiseerd met lichtmicroscopie.

Dr. Green zei:"De effecten van klimaatvariatie op de vroegste Afrikaanse apen zijn slecht begrepen omdat gedetailleerde gegevens over seizoensvariaties uit deze vroege periode - het Mioceen - schaars zijn."

"Isotopenwaarden van Afropithecus en nauw verwante herbivoren suggereren dat apen in dit deel van Oost-Afrika in seizoensbossen of bossen leefden lang voordat de mensachtigen ontstonden. We kunnen de impact van dat seizoensklimaat op de nieuwe anatomische kenmerken en gedragingen van vroege apen."

Smith, Green en Williams hebben de afgelopen vijf jaar gewerkt aan het verfijnen en toepassen van deze krachtige analytische benadering om levende en fossiele mensen te bestuderen. + Verder verkennen

Onthullingen van 17 miljoen jaar oude apentanden kunnen leiden tot nieuwe inzichten over de vroege menselijke evolutie