Turbulente omgivelser satte scenen for spring i menneskelig udvikling og teknologi 320, 000 år siden

Folk trives over hele kloden, ved hver temperatur, højde og landskab. Hvordan blev mennesker så succesrige med at tilpasse sig det miljø, vi endte i? Forskere af menneskelig oprindelse som mig er interesserede i, hvordan dette typiske menneskelige træk, tilpasningsevne, udviklet sig.

På et sted i Kenya, mine kolleger og jeg har arbejdet på dette puslespil i årtier. Det er et sted, hvor vi ser store ændringer, der sker i de arkæologiske og fossile optegnelser for hundredtusinder af år siden. Men hvilke eksterne faktorer drev fremkomsten af ​​adfærd, der kendetegner, hvordan vores art, Homo sapiens , interagerer med sine omgivelser?

Vi ville vide, om vi kunne forbinde, hvad der skete i miljøet på det tidspunkt, til disse skift i teknologi og den menneskelige art, der levede der. Baseret på vores analyse, offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , vi konkluderer, at rødderne til Homo sapiens ' evolutionære tilpasninger stammer fra vores evne til at tilpasse sig miljøændringer.

Manglende tid i den arkæologiske optegnelse

Det berømte forhistoriske sted Olorgesailie ligger i det sydlige Kenya. Det ligger i Rift Valley, et seismisk aktivt område, hvor søer og vandløb producerede sedimenter, der akkumulerede over tid, begrave og bevare forstenede knogler og gamle stenredskaber.

Hos Olorgesailie, vores videnskabelige team har fundet beviser, der potentielt er relateret til oprindelsen af Homo sapiens i form af en kritisk overgang fra én teknologi til en anden.

Den ældre teknologi er kendetegnet ved store, ovale skæreredskaber kaldet håndøkser. Typisk for det, der kaldes Acheulean-stenteknologi, næsten to dusin lag af disse håndøkser og andre Acheulean-værktøjer er blevet gravet frem ved Olorgesailie. De spænder over en enorm periode på omkring 700, 000 år, dækker en tid, hvor fossile rester viser, at hominin-arten Homo erectus og Homo heidelbergensis beboet det østlige Afrika.

De sidste Acheulean arkæologiske steder ved Olorgesailie er 500, 000 år gammel, på hvilket tidspunkt er der en frustrerende 180, 000-års hul i disse sedimenter forårsaget af erosion. Den arkæologiske optegnelse starter op igen omkring 320, 000 år siden, da sedimenter begyndte at fylde i landskabet.

Men Acheulean var væk. I stedet kom middelstenalderteknologi, består typisk af mindre, lettere at bære redskaber end de klodsede Acheulean-håndøkser. I andre områder af Afrika, middelstenalderteknologien er forbundet med den tidligste afrikaner Homo sapiens .

Disse værktøjsmagere brugte ofte skarpkantet sort obsidian som råmateriale. Arkæologer Alison Brooks, John Yellen og andre sporede kemisk obsidianen til fjerne fremspring i flere forskellige retninger, op til 95 kilometer væk fra Olorgesailie. De konkluderede, at de fjerne obsidiankilder giver beviser for ressourceudveksling mellem grupper, et fænomen ukendt i Acheulean tid.

Vores middelstenalderudgravninger indeholdt også sorte og røde farvestoffer. Arkæologer ser pigmenter som disse som tegn på stadig mere kompleks symbolsk kommunikation. Tænk på alle de måder, folk bruger farver på – i flag, tøj og de mange andre måder, hvorpå folk visuelt hævder deres identitet som en del af en gruppe.

Så her havde vi udryddelsen af ​​den Acheulean-livsform såvel som dens erstatning af dramatisk ny adfærd, herunder teknologiske innovationer, udveksling af obsidian mellem grupper og brug af pigmenter. Men vi havde ingen måde at undersøge, hvad der skete i 180'erne, 000-års hul, da denne overgang fandt sted.

Vi havde brug for at restituere den tid. Vi begyndte at planlægge, hvordan vi kunne afgrave sedimenter fra et sted i nærheden, som ville have registreret miljøerne og overlevelsesudfordringerne forbundet med dette skift i den tidlige menneskelige tilpasning.

Henvender sig til geologi for spor om tidlige mennesker

Forskellige typer sediment aflejres i søer, vandløb og jord, og sedimentlagene fortæller historien om skiftende miljøer over tid. Geologerne Kay Behrensmeyer og Alan Deino sluttede sig til mig i marken i det sydlige Kenya for at finde ud af, hvor vi kunne bore efter sedimenter, der kunne udfylde Olorgesailie-tidsgabet.

Vi formodede, at nøglen til at forstå den store overgang ville ligge under en flad, græsslette omkring 24 kilometer syd for vores Olorgesailie-udgravninger. Sammen med kolleger, herunder René Dommain og samarbejdspartnere fra National Lacustrine Core Facility, vi borede i september 2012, indtil vi nåede det vulkanske klippegulv i Rift Valley.

Resultatet var en kerne på 139 meter dyb indeholdende en sekvens af ældgamle levesteder og jordbund for søer og søkanter, alle fyldt med vulkanske lag, vi kunne datere for at give den mest præcist daterede østafrikanske miljørekord for de sidste 1 million år.

Med råd fra geolog Andy Cohen og andre kolleger, Jeg samlede et internationalt hold af jordforskere og palæøkologer for at prøve og analysere kernen. Vi fandt ud af måder at konvertere mange forskellige mål for tidligere miljø - mikroskopiske stykker af planter, encellede kiselalger fra de gamle søaflejringer og forskellige kemiske signaler - i økologiske mål for ferskvandstilgængelighed og vegetationsdække. Den nyligt offentliggjorte undersøgelse giver vores resultater.

Miljøer i tidsgabet

Sedimentregistreringen viste, at i løbet af æraen 1 million til 500, 000 år siden, da Acheulean-værktøjsmagere havde travlt i Olorgesailie-bassinet, økologiske ressourcer var relativt stabile. Frisk vand var pålideligt tilgængeligt. Græssende zebra, næsehorn, bavianer, elefanter og grise ændrede den regionale vegetation af skovklædte græsarealer for at skabe korte, nærende græsklædte sletter.

Og hvad skete der så i tidsgabet?

Kernen er meget velbevaret i det tidligere mystiske tidsinterval. Vi fastslog, at lige omkring 400, 000 år siden, en kritisk miljøomstilling fandt sted. Fra et relativt stabilt miljø, vi begyndte at se gentagne udsving i vegetationen, tilgængeligt vand og andre økologiske ressourcer, som vores forfædre og andre pattedyr er afhængige af.

Ifølge den antropologiske litteratur, jæger-samlere i dag og i nyere historie reagerer på perioder med usikre ressourcer ved at investere tid og energi på at forfine deres teknologi. De forbinder med fjerne grupper for at opretholde netværk af ressource- og informationsudveksling. Og de udvikler symbolske markører, der styrker disse sociale forbindelser og gruppeidentitet.

Lyder det bekendt? Disse adfærd ligner, hvordan den gamle middelstenalder-livsstil ved Olorgesailie adskilte sig fra den Acheulean-livsform.

Lige så bemærkelsesværdigt, de store græssende arter, der er typiske for Acheulean-tiden, uddøde efter 500, 000 år siden. Mellem 360, 000 og 300, 000 år siden, økologisk fleksible planteædende arter mindre i størrelse, mindre vandafhængig og afhængig af både kort og højt græs og træblade, havde erstattet de specialiserede græssere som nu uddøde arter af zebraer og den enorme bavian.

Disse ændringer i dyresamfundet afspejler fordelen ved tilpasningsdygtige kostvaner, en parallel til, hvordan vores forfædre i middelstenalderen tilpassede sig miljøusikkerhed.

I de sidste to årtier, mange forskere af menneskelig oprindelse har tænkt på klimaet som det primære, hvis ikke eneste, driver af hominin adaptiv evolution. Vores nye undersøgelse vækker opmærksomhed, selvom, til flere faktorer i overgangen Acheulean-middelstenalder i det sydlige Kenya.

Ja, nedbør varierede kraftigt efter miljøomstillingen 400, 000 år siden. Men terrænet på tværs af regionen blev også knækket af tektonisk aktivitet og dækket af vulkansk aske. Og store planteædere udøvede forskellig indflydelse på vegetationen før og efter denne overgang.

Resultatet var en økologisk kaskade af forandringer, der omfattede de tidlige mennesker, der praktiserede middelstenalderens levevis. Vi foreslår, at alle disse faktorer sammen anstiftede denne kritiske evolutionære ændring.

Mellemstenalderen kan rumme en lektie for i dag. Mens menneskeheden nu står over for en æra med miljømæssig usikkerhed på globalt plan, er vores art tilstrækkelig smidig til at engagere sociale netværk, nye teknologier, og pålidelige informationskilder til at tilpasse sig de kommende miljøforstyrrelser?

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.