Drie verschillende fasen van klimaatvariabiliteit in Oost-Afrika vielen samen met verschuivingen in de evolutie en verspreiding van mensachtigen in de afgelopen 620.000 jaar, heeft een analyse van milieuproxy's uit een meersedimentrecord onthuld.

Het project verkent het jongste hoofdstuk in de menselijke evolutie door lacustriene sedimenten in de directe nabijheid van paleo-antropologische sleutellocaties in Oost-Afrika te analyseren met behulp van wetenschappelijke diepe boringen. De onderzoeksinspanning omvatte meer dan 22 onderzoekers van 19 instellingen in 6 landen en werd geleid door Dr. Verena Foerster van het Instituut voor Geografie van de Universiteit van Keulen. Het artikel "Pleistocene klimaatvariabiliteit in oostelijk Afrika beïnvloedde evolutie van mensachtigen" is nu verschenen in Nature Geoscience .

Ondanks meer dan een halve eeuw aan fossiele ontdekkingen van mensachtigen in Oost-Afrika, is de regionale milieucontext van de evolutie en verspreiding van moderne mensen en hun voorouders niet goed ingeburgerd. Vooral voor het Pleistoceen (of de ijstijd) tussen 2.580.000 en 11.700 jaar geleden zijn er geen continue paleo-milieugegevens met hoge resolutie beschikbaar voor het Afrikaanse continent.

Het onderzoeksteam haalde twee aaneengesloten sedimentkernen van 280 meter uit het Chew Bahir Basin in het zuiden van Ethiopië, een gebied waar vroege mensen leefden en zich ontwikkelden tijdens het Pleistoceen. Chew Bahir is zeer afgelegen gelegen in een diepe tektonische kelder in de directe nabijheid van het Turkana-gebied en de Omo-Kibish, belangrijke paleo-antropologische en archeologische vindplaatsen.

De kernen leverden het meest complete record op voor zo'n lange periode dat ooit in het gebied is gewonnen, en onthulde hoe verschillende klimaten de biologische en culturele transformatie van mensen die in de regio woonden, beïnvloedden.

Een interdisciplinair team, bestaande uit geowetenschappers, sedimentologen, micropaleontologen, geologen, geografen, geochemici, archeologen, chronologen en klimaatmodelleurs, werkte aan het herstel van de twee continue sedimentkernen, waaruit zogenaamde proxies (zoals microfossielen of elementaire variaties) werden gebruikt om gegevens verzamelen om de klimaatgeschiedenis van de regio te reconstrueren.

Archeologen, evolutionaire biologen en evolutionaire antropologen identificeerden vervolgens fasen van klimatologische stress en gunstiger omstandigheden en interpreteerden hoe deze factoren de menselijke habitats veranderden, de menselijke biologische en culturele evolutie en hun verspreiding beïnvloedden.

In het bijzonder ontdekten de wetenschappers dat verschillende anatomisch diverse groepen mensachtigen het gebied bewoonden tijdens een fase van langdurige en relatief stabiele vochtige omstandigheden van ongeveer 620.000 tot 275.000 jaar BP (vóór heden). Een reeks kortere abrupte en extreme droge pulsen onderbrak deze lange, over het algemeen stabiele en natte fase echter. Hoogstwaarschijnlijk heeft dit geleid tot een versnippering van habitats, verschuivingen in de populatiedynamiek en zelfs het uitsterven van lokale populaties.

Als gevolg hiervan moesten kleine, reproductief en cultureel geïsoleerde populaties zich aanpassen aan dramatisch getransformeerde lokale omgevingen, wat waarschijnlijk het verschijnen van de vele geografisch en anatomisch verschillende mensachtige groepen en de scheiding van onze moderne menselijke voorouders van archaïsche groepen zou stimuleren.

Een fase met aanzienlijke klimaatschommelingen, resulterend in regelmatig getransformeerde habitats in het gebied van ongeveer 275.000 tot 60.000 jaar BP, resulteerde herhaaldelijk in verschuivingen in het milieu van weelderige vegetatie met diepe zoetwatermeren naar zeer droge landschappen met de uitgestrekte meren teruggebracht tot kleine zoute plassen. In this phase, the population groups gradually transitioned from Acheulean technologies (oval hand axes made of stone and primarily associated with Homo ergaster/erectus) to more sophisticated Middle Stone Age technologies.

This crucial phase also encompasses the emergence of Homo sapiens in eastern Africa as well as key human social, technological, and cultural innovations that could have buffered early Homo sapiens from the impacts of severe environmental changes. "These innovations, such as more varied toolkits and long-distance transport, would have equipped modern humans with an unprecedented adaptability to the repeated expansions and contractions of habitats," said Dr. Foerster, the paper's lead author.

The phase from approximately 60,000 to 10,000 years BP saw the most extreme environmental fluctuations, but also the most arid phase of the entire record, which could have acted as a motor for continuous indigenous cultural change. The scientists believe that the brief alignment of humid pulses in eastern Africa with wet phases in north-eastern Africa and the Mediterranean was key to opening favorable migration routes out of Africa on a roughly north-south axis along the East African Rift System (EARS) and into the Levant, facilitating the global dispersal of Homo sapiens.

"In view of current threats to the human habitat from climate change and the overuse of natural resources through human activity, understanding how the relationship between climate and human evolution has become more relevant than ever," Foerster concluded.

This research is part of the Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project (HSPDP). In order to evaluate the impact that different timescales and magnitudes of climatic shifts have had on the living conditions of early humans, the project has cored five lake archives of climate change during the last 3.5 million years. All five sites in Kenya and Ethiopia are located in close vicinity to paleoanthropological key sites covering various steps in human evolution, with the site in southern Ethiopia exploring the youngest chapter. + Verder verkennen

Climate conditions during the migration of Homo sapiens out of Africa reconstructed