Fossile abetænder åbner et nyt vindue til gamle sæsonbestemte klimaer

Et globalt hold af videnskabsmænd har vist, hvordan mikroprøvetagning af iltisotoper i fossile tænder kan give større indsigt i, hvilken rolle sæsonbetinget klima og adfærd spiller i menneskets og primaternes evolution.

Den nye undersøgelse, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , undersøgte de forstenede tænder fra gamle pattedyr fra et 17 millioner år gammelt sted i Kenya, herunder den gådefulde storkroppede abe kendt som Afropithecus turkanensis.

For at kontekstualisere deres undersøgelse af disse fossiler målte forskerne – ledet af Dr. Daniel Green fra Columbia University og professor Tanya Smith fra Griffith University – oxygenisotoper (naturlige varianter af oxygen) i moderne primatænder i hele Afrika med næsten ugentlig opløsning.

Derved fandt de ud af, at deres tænder registrerede detaljer om sæsonbestemt nedbør, miljøforhold og dyrs adfærd. Tyngre iltisotoper er kendt for at være mere rigelige i drikkevand og fødevarer fra tørre områder og i perioder med tørhed.

Forskerne fandt også ud af, at primatænder kunne afspejle menneskelige ændringer i landskabet som opdæmning af floder og endda give indikationer af historiske meteorologiske begivenheder.

Iltisotoper så ud til at fange en forlænget tørke i ét tilfælde og en ekstrem nedbørshændelse hos et andet individ, eftersom abernes tænder dannedes i løbet af 1960'erne, da disse begivenheder fandt sted.

Forfatterne analyserede derefter iltisotoper i tænder fra den fossile abe Afropithecus og sammenlignede deres resultater med moderne afrikanske primater, såvel som ældgamle nedbørsmønstre simuleret af banebrydende klimamodeller.

Deres resultater tydede på, at de fossile aber oplevede tørre og våde sæsoner med variabel intensitet over tid, og at de specialiserede tand- og kæbetilpasninger af Afropithecus ville have understøttet forbruget af hårde fødevarer i sæsoner med tørke eller ressourceknaphed.

"Denne forskning har bred betydning, fordi sæsonbestemte ændringer i ressourcetilgængeligheden menes at have påvirket udviklingen af ​​menneskeaber, tidlige homininer og moderne mennesker," sagde professor Smith fra Griffiths Center for Social og Kulturel Forskning og Australian Research Center for Human Evolution.

Et andet nøgleresultat er, at finskaleret isotopvariation inden for moderne primatænder viste, at størstedelen af ​​tandiltisotopundersøgelser af fossile homininer og andre primater undervurderede den miljømæssige variation, der formede primaternes adfærd og evolution.

Denne undersøgelse udnyttede australske innovationer inden for ion-mikroprobe-prøvetagning drevet af emeritusprofessor Ian Williams fra Australian National University, som har været en pioner inden for udviklingen af ​​deres Sensitive High Resolution Ion Microprobe (SHRIMP)-systemer.

Brugen af ​​ANU SHRIMP gjorde det muligt at fjerne mikroskopiske pletter for at måle iltisotoper, der blev registreret, mens tanden blev dannet; dette miljøvindue kan ses med stor præcision, da tandemalje har daglige vækstlinjer, der kan visualiseres med lysmikroskopi.

Dr. Green sagde:"Effekterne af klimavariationer på de tidligste afrikanske aber er dårligt forstået, fordi detaljerede registreringer af sæsonvariationer fra denne tidlige periode - Miocæn - er sparsomme."

"Isotopværdier fra Afropithecus og nært associerede planteædere tyder på, at aber i denne del af det østlige Afrika levede i sæsonbestemte skove eller skove længe før homininernes oprindelse. Vi kan se indvirkningen af ​​det sæsonbetingede klima på de nye anatomiske egenskaber og adfærd hos tidlige aber."

Smith, Green og Williams har arbejdet på at forfine og anvende denne kraftfulde analytiske tilgang til at studere levende og fossile mennesker i de sidste fem år. + Udforsk yderligere

Afsløringer fra 17 millioner år gamle abetænder kan føre til ny indsigt i den tidlige menneskelige evolution