Undersøgelsen bruger ringe i tænderne til at forstå det miljø, neandertalerne stod over for

Forskere tegner det klareste billede endnu af, hvordan livet kan have været for neandertalere, der bor i det sydlige Frankrig, omkring 250, 000 år siden, og at gøre det, de bruger en usandsynlig dag-til-dag registrering af, hvordan deres miljø var - deres tænder.

Et team af forskere viste, at undersøgelse af neandertaler-spædbørns tænder kunne give indsigt i amme- og fravænningsadfærd samt vinter- og sommercyklusser. Undersøgelsen fandt endda bevis for, at neandertalerne var blevet udsat for bly - den tidligste sådan eksponering, der nogensinde er registreret i nogen menneskelig forfader.

Undersøgelsen fra forskerne Daniel Green, en postdoc ved det Harvard-tilknyttede Forsyth Institute; Tanja Smith, en tidligere Harvard-professor nu ved Griffith University i Australien; og Icahn School of Medicine ved Sinai-bjerget forskere Christine Austin og Manish Arora, som også er tidligere postdoc ved Harvard T.H. Chan School of Public Health, blev for nylig udgivet i Videnskabens fremskridt .

"Mennesker er meget forskellige fra andre aber, sagde Grøn, en af ​​undersøgelsens første forfattere. "Vi er nysgerrige efter at forstå, hvad der gjorde os anderledes i evolutionær historie, og mange mennesker har kigget på klimaet for at forstå disse forskelle.

"Naturligvis, vi ændrer klimaet i dag, men førhen var det klimaet, der formede os, og en række teorier tyder på, at ændringer i den sæsonbestemte tilgængelighed af vand drev os til at tage en del af vores adfærdsrepertoire – fremstilling af stenværktøj – og bruge det meget hyppigere, " fortsatte han. "Men den idé er svær at teste ... fordi vi ikke ved, hvad nedbør var som 2, 3, eller 4 millioner år siden. Det viser sig, at tænder er en rigtig god måde at løse dette problem på, fordi de vokser i ringe, som et træ, men de ringe dannes hver dag."

Og meget som træringe, han sagde, ændringer i miljøet - såsom vintre og somre - registreres i den kemiske sammensætning af tænder, at give moderne videnskabsmænd et vindue ind i de sæsonbestemte mønstre, som neandertalerne kæmpede med.

Undersøgelsen bygger dels på forskning, som Green udførte for flere år siden som led i sin ph.d. hvor han opfostrede en flok på 10 får på Harvard's Concord Field Station.

"Det, vi gjorde, var at indsamle 700 gallons gletsjersmeltevand fra Montana, så vi kunne give det til fårene og kontrastere det med Boston-vand som en måde at skabe disse kunstige, eksperimentelle sæsoner, " sagde Green. "Alt var nøje kontrolleret - vi målte deres kropskemi i realtid, deres miljøkemi i realtid, og vi byggede en beregningsmæssig og statistisk model til at forudsige, baseret på målinger, vi kan foretage i tænderne, hvordan årstiderne var, da de levede."

Teknikken viste sig at være så effektiv, Grøn sagde, at han ikke kun kunne identificere de sæsonmæssige forskelle mellem de to vandforsyninger, han var endda i stand til at spotte kortvarige miljøændringer som snestorme.

"Alt fungerede, men vi så en lille blip, " sagde han. "Da vi gik tilbage til dyrenes liv … viste det sig, at der havde været to store snestorme, som ikke var en planlagt del af eksperimentet. Fårene havde spist sne fra jorden, og det afspejlede sig i deres tandkemi. Så systemet fungerede så godt, at det faktisk endte med at genskabe stormbegivenheder, og lære os om vores eget eksperiment."

Oplyst af disse resultater, og tilføjelse af barium- og blymålinger til iltisotopanalyserne i tænder, Smith og hendes internationale team af arkæologer, biologiske antropologer, Jordforskere, og folkesundhedsspecialister var i stand til at identificere et lignende sæsonmønster i neandertalertænder.

"Vi kan se, at en af ​​neandertalerne blev født om foråret og vænnet fra modermælken om efteråret, og vi kan se, at de blev udsat for bly et antal diskrete gange om vinteren, " sagde Green. "Det var et slående resultat, og der er stadig meget mystik over det. Vi ved faktisk ikke, hvor det spor kommer fra … men vi ved det senere, i den romerske periode og frem, der var blyminer i området, så det er muligt, at bly i jorden havde forurenet nogle vand- eller fødevarekilder."

Hvad er kendt, Grøn sagde, er, at tænder kan være en vigtig ny ressource til at forstå livet for vores uddøde slægtninge.

"Oiltanalysen brugt i denne undersøgelse er en ny type, der kun er blevet brugt få gange tidligere, " sagde Green. "Så for at validere det arbejde, og vis, at vi kan udvælge disse sæsonbestemte cyklusser fra neandertalertænder, vi så på nogle af de analyser, jeg havde lavet til min ph.d., brugte dem til at validere teknikken, og så anvendte vi det på neandertalere."

Fremadrettet, Green håber at spore kilden til blyeksponering fundet i neandertalertænderne, men mener også, at resultatet kan sætte andre forskere på vej til at søge efter lignende eksponeringer i andre tidlige populationer. Evnen til at spore disse eksponeringer i tænder åbner døren til også at bruge teknikken i nutidige befolkninger, han sagde.

"Hvis folk siger, at de har været udsat for bly, eller at deres vand ikke er rent, vi kunne gå til det samfund og se på de tænder, børn taber naturligt, " sagde Green. "Vi kunne bruge denne type analyse til at forstå, hvem der er blevet afsløret, med hvor meget, og hvilken slags interventioner er nødvendige for at håndtere disse problemer."

Green sagde også, at han håber at se forskere anvende teknikken til andre tidlige menneskelige forfædre, især dem i Afrika, i et forsøg på at forstå de miljømæssige udfordringer, de stod over for, mens de udviklede sig.

"Jeg havde ikke forventet, at det meget detaljerede og tekniske geokemiske arbejde, jeg lavede, ville gælde for et så fremtrædende spørgsmål om neandertalernes liv og i Europa, så det har været meget givende for mig, " sagde han. "Det er meget spændende at have disse fætre, som er så tæt beslægtet med os, og hvem bidrog til vores DNA, og at se disse meget præcise øjeblikke i deres liv og placere dem i en slags miljømæssig og årstidsbestemt kontekst."

Denne historie er offentliggjort med tilladelse fra Harvard Gazette, Harvard Universitys officielle avis. For yderligere universitetsnyheder, besøg Harvard.edu.