MoneyMan

Переход от Homo habilis к Homo erectus сопровождался радикальным изменением пищевого поведения
Переход от Homo habilis к Homo erectus сопровождался радикальным изменением пищевого поведения

Рис. 1. Уточненные данные по изотопному составу углерода в зубной эмали (δ13Cena) у восточноафриканских гоминид. Чем правее расположена точка, тем выше доля ресурсов саванны (C4) в диете. WM — австралопитеки из Ворансо-Милле. На врезке слева вверху показаны подробные данные по людям и парантропам с указанием возраста для каждого образца в млн лет (по вертикальной оси). Видно, что парантропы были и оставались специализированными потребителями ресурсов саванны, а люди постепенно меняли свои предпочтения, приблизившись к парантропам после 1,7 млн лет назад. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Общепризнано, что на ранних этапах эволюции рода Homo диета наших предков сильно изменилась, однако вопрос о том, когда именно и почему это произошло, остается открытым. Изучение изотопного состава углерода и кислорода в 999 образцах зубной эмали крупных млекопитающих и карбонатов ископаемых почв из окрестностей озера Туркана в северной Кении показало, что радикальный сдвиг в питании людей произошел около 1,65 млн лет назад — намного позже появления первых Homo. В это время наши предки стали потреблять больше характерных для саванны C4-растений или мяса травоядных, питавшихся этими растениями. Изменение диеты не было следствием изменения условий среды, потому что у других млекопитающих, включая приматов, ничего подобного в это время не происходило, а резкое расширение саванн и сокращение лесов произошло раньше. Скорее всего, изменение диеты у Homo было связано с новыми стратегиями добычи пропитания, распространившимися при переходе от ранних Homo (H. habilis, H. rudolfensis) к более мозговитым H. erectus.

Одним из самых информативных источников данных о диете ископаемых африканских гоминид является изотопный состав углерода в зубной эмали. Повышенная доля тяжелого изотопа 13C в эмали (δ13Cena) указывает на преобладание в диете C4-растений (см. C4-фотосинтез) или мяса животных, питавшихся этими растениями. Африканские C4-растения — это в основном травы, характерные для засушливой и жаркой саванны. Лесные растения предпочитают C3-фотосинтез, при котором фиксируется преимущественно легкий изотоп 12C. Поэтому для животных, питающихся дарами леса, характерны низкие значения δ13Cena.

Изучение изотопного состава углерода в зубной эмали показало, что 4 млн лет назад ранние австралопитеки, такие как анамский австралопитек (Australopithecus anamensis), получали углерод в основном из лесных (C3) растений. У жившего 3,3 млн лет назад кениантропа Kenyanthropus platyops диета была более разнообразной, судя по разбросу значений δ13Cena у разных индивидов. Около 2 млн лет назад восточноафриканские гоминиды подразделились на две ветви, одна из которых (ранние Homo) поначалу питалась C3- и C4-ресурсами в соотношении 65/35, а другая (парантропы) — в соотношении 25/75. Позднее, около 1,7–1,5 млн лет назад, у людей, которые к этому моменту уже были представлены более продвинутым видом — человеком прямоходящим (Homo erectus), произошел сдвиг в сторону потребления C4-ресурсов, а у парантропов всё осталось по-прежнему (T. E. Cerling et al., 2013. Stable isotope-based diet reconstructions of Turkana Basin hominins).

Антропологи давно склоняются к мысли, что лейтмотивом ранней эволюции рода Homo было освоение саванны и новых способов добычи пропитания — вплоть до полноценной охоты на крупных травоядных (см. ссылки в конце новости). Но датировки остаются спорными. Некоторые специалисты считают, что самые радикальные перемены произошли не 1,7–1,5 млн лет назад, а раньше, более 2 млн лет назад, при переходе от поздних австралопитеков к первым Homo. В это время начинается увеличение мозга и систематическое использование каменных орудий для разделки туш. Впрочем, идея о радикальном переломе 1,7–1,5 млн лет назад тоже выглядит логичной, потому что приблизительно в это время ранних Homo — человека умелого (H. habilis) и человека рудольфского (H. rudolfensis) — с их олдувайской культурой и крупными челюстями и молярами сменяют рослые H. erectus с более совершенной ашельской культурой и менее мощным жевательным аппаратом.

Новая статья большого коллектива американских палеоантропологов и геологов, опубликованная в журнале Nature Ecology & Evolution, посвящена выяснению причин наблюдаемого увеличения δ13Cena у людей, живших в окрестностях озера Туркана (Рудольф) в северной Кении в период от 2,0 до 1,4 млн лет назад. В принципе, это могло быть пассивным результатом изменения условий среды: саванны расширялись, леса сокращались, а люди подстраивались, как могли. Может быть, они и не меняли принципиально своего пищевого поведения, а продолжали использовать те же C3- и C4-ресурсы, что и раньше, просто вторых стало попадаться больше. Альтернативная возможность состоит в том, что имело место активное освоение новой адаптивной зоны за счет биологической и культурной эволюции, причем это могло происходить и при неизменных условиях среды.

Чтобы разобраться, нужно понять палеоэкологический контекст. Прежде всего, нужно выяснить, как на самом деле менялась растительность и диета других млекопитающих помимо гоминид.

С этой целью авторы проанализировали соотношение стабильных изотопов углерода в 999 образцах зубной эмали различных млекопитающих, а также карбонатов палеопочв. В выборку вошли как новые, так и ранее опубликованные данные. Весь материал происходит из восточных окрестностей озера Туркана, где палеонтологическая летопись восточноафриканской флоры и фауны этого периода наиболее представительна. Помимо углерода оценивалось также соотношение изотопов кислорода (δ18O), по которому можно судить о круговороте воды (поскольку вода с тяжелым изотопом 18O испаряется медленнее). У «нечувствительных к испарению» (evaporation insensitive) животных, примером которых являются гиппопотамы, носороги и слоны, значения δ18O мало связаны с засушливостью климата и примерно соответствуют содержанию 18O в дождевой воде. У «чувствительных к испарению» (evaporation sensitive) животных, таких как жирафы и буйволы, δ18O повышается при аридизации климата (N. E. Levin et al., 2006. A stable isotope aridity index for terrestrial environments).

Результаты подтвердили прежние выводы по гоминидам (рис. 1). В частности, подтвердилось, что в интервале от 2,0 до 1,4 млн лет назад парантропы оставались специализированными потребителями C4-ресурсов саванны, а Homo в начале этого периода потребляли больше C3-ресурсов, но потом переориентировались на С4-ресурсы, став в этом плане ближе к парантропам (см. врезку на рис. 1).

Что касается δ18O, то у парантропов этот показатель практически не менялся, тогда как у Homo регистрируется достоверное снижение (рис. 2). Скорее всего, это свидетельствует об изменениях экологии и пищевого поведения людей. Тем более что доля 18O в дождевой воде, по-видимому, не снижалась, а росла. Об этом можно судить по увеличению δ18O в зубной эмали гиппопотамов. Авторы отмечают, что низкие значения δ18O в целом более характерны для хищников, чем для растительноядных. Поэтому снижение δ18O у эректусов по сравнению с хабилисами согласуется с идеей о том, что эректусы стали есть больше мяса.

Данные по другим группам млекопитающих показали, что тенденции, характерные для Homo (достоверный рост δ13C и снижение δ18O в зубной эмали), не наблюдались больше ни у кого, по крайней мере в столь выраженном виде (рис. 2). Даже у групп со смешанным питанием, которые одинаково охотно употребляют C3- и C4- растения (на рисунке это трибы полорогих Aepycerotini и Tragelaphini), никакого существенного сдвига в C4-сторону не произошло. Это серьезный аргумент в пользу того, что изменения, происходившие у Homo, не были пассивным ответом на изменения среды. По-видимому, они были связаны именно с эволюцией людей — биологической или культурной (хотя противопоставлять эти два процесса у Homo вряд ли правильно: скорее всего, они были с самого начала сплетены в неразрывное целое).

Переход от Homo habilis к Homo erectus сопровождался радикальным изменением пищевого поведения
Переход от Homo habilis к Homo erectus сопровождался радикальным изменением пищевого поведения

Рис. 2. Значения δ13C и δ18O у 15 групп млекопитающих, живших в восточных окрестностях озера Туркана 1,98–1,38 млн лет назад. Для каждой группы показаны данные по трем стратиграфическим подразделениям формации Кооби-Фора: Upper Burgi (1,98–1,87 млн лет), KBS (1,87–1,56 млн лет) и Okote (1,56–1,38 млн. лет). Видно, что у Homo сильнее, чем у всех других групп, выражен рост δ13C и снижение δ18O со временем. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Значения δ13C в карбонатах палеопочв свидетельствуют о том, что саванны с преобладанием C4-растительности распространились в окрестностях Турканы задолго до рассматриваемого временного интервала. Между 2,0 и 1,4 млн лет назад если и происходило какое-то дополнительное расширение саванн, то очень незначительное. Это согласуется с тем, что численность специализированных травоядных (потребителей C4-растений) по сравнению с другими группами в это время не увеличивалась. Из этого опять-таки следует, что рост доли C4-ресурсов в диете эректусов по сравнению с хабилисами не может быть пассивным следствием изменения растительности. Растительность почти не менялась, менялся образ жизни людей и стратегии добычи пропитания.

Таким образом, исследование показало, что 1,7–1,5 млн лет назад в диете представителей рода Homo произошли серьезные изменения, не связанные с изменениями растительности и не наблюдавшиеся у других млекопитающих (включая парантропов и ископаемых павианов). Представители человеческого рода, жившие в это время (эректусы), стали потреблять больше ресурсов саванны (C4) по сравнению с ранними Homo.

Рост δ13Cena может отражать усиленное поедание как самих саванных растений, так и травоядных животных, питавшихся этими растениями. Первый вариант, скорее всего, справедлив для парантропов с их огромными челюстями и зубами, явно приспособленными для перетирания жестких корней и тому подобного (хотя реальность всегда сложнее упрощенных схем, см. Парантропы предпочитали мягкую пищу, «Элементы», 19.05.2008). Что касается рода Homo, то к нему, скорее, подходит второй вариант. В течение рассматриваемого промежутка времени, то есть от 2,0 до 1,4 млн лет назад, в палеонтологической летописи восточных окрестностей Турканы значительно возрастает частота встречаемости костей травоядных, чьи туши разделывались гоминидами при помощи каменных орудий. Среди них преобладают кости антилоп подсемейства бубалов (Alcelaphinae) — специализированных потребителей C4-растительности. Для этих антилоп характерны очень высокие показатели δ13C. Употребление в пищу большого количества их мяса могло внести вклад в наблюдаемый рост δ13Cena у людей.

К сказанному можно добавить, что к периоду 1,7–1,5 млн лет назад относятся и первые (хоть и не абсолютно надежные) свидетельства использования эректусами огня, да и мозг у них в это время рос, как на дрожжах (см. Хорошее питание — залог большого ума, «Элементы», 25.06.2007). Челюсти и зубы при этом уменьшались, что плохо согласуется с идеей о питании саванной растительностью, но хорошо — с мясоедением.

Таким образом, старая идея о росте доли мяса в рационе эрекстусов по сравнению с ранними Homo получила весомые подтверждения. По-видимому, настоящая пищевая революция произошла не два с лишним миллиона лет назад, когда первые Homo начали разделывать туши крупных животных олдувайскими орудиями, а позже, когда Homo erectus, вооруженные куда более эффективными ашельскими рубилами, поставили это занятие на поток.

Источник: elementy.ru

Fozzy

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

тринадцать − 5 =