Lingkungan yang bergeser antara padang rumput terbuka dan hutan tertutup di Afrika Timur sekitar 2 juta tahun yang lalu mungkin bertanggung jawab untuk mendorong evolusi manusia.
Kredit Gambar: Siddharth Pendharkar / Flickr
Menurut Katherine Freeman, profesor geosains di Penn State, hipotesis terkemuka saat ini menunjukkan bahwa perubahan evolusioner di antara manusia selama periode yang diselidiki tim terkait dengan perubahan lingkungan yang panjang dan stabil atau bahkan satu perubahan besar dalam iklim.
"Ada pandangan bahwa di Afrika kali ini adalah 'Pengeringan Besar', ketika lingkungan perlahan-lahan mengering lebih dari 3 juta tahun," katanya. “Tapi data kami menunjukkan bahwa itu bukan kemajuan besar menuju kering; lingkungannya sangat bervariasi. ”
Menurut Magill, banyak antropolog percaya bahwa variabilitas pengalaman dapat memicu perkembangan kognitif.
“Manusia purba beralih dari memiliki pohon yang tersedia menjadi hanya memiliki rumput yang tersedia hanya dalam 10 hingga 100 generasi, dan pola makan mereka harus berubah sebagai respons,” katanya. “Perubahan ketersediaan makanan, jenis makanan, atau cara Anda mendapatkan makanan dapat memicu mekanisme evolusi untuk menghadapi perubahan itu. Hasilnya bisa berupa peningkatan ukuran dan kesadaran otak, perubahan penggerak, dan bahkan perubahan sosial — bagaimana Anda berinteraksi dengan orang lain dalam suatu kelompok. Data kami konsisten dengan hipotesis ini.
"Kami menunjukkan bahwa lingkungan berubah secara dramatis dalam waktu singkat, dan variabilitas ini bertepatan dengan periode penting dalam evolusi manusia kita ketika genus Homo pertama kali didirikan dan ketika ada bukti pertama penggunaan alat."
Bukti pada daun
Para peneliti — termasuk Gail Ashley, profesor ilmu bumi dan planet di Rutgers — meneliti sedimen danau dari Olduvai Gorge di Tanzania utara. Mereka menghilangkan bahan organik yang telah dicuci atau diterbangkan ke danau dari vegetasi sekitarnya, mikroba, dan organisme lain 2 juta tahun yang lalu dari sedimen. Secara khusus, mereka melihat biomarker — molekul fosil dari organisme purba — dari lapisan lilin pada daun tanaman.
"Kami melihat lilin daun karena mereka kuat, mereka bertahan dengan baik di endapan," kata Freeman.
Tim menggunakan kromatografi gas dan spektrometri massa untuk menentukan kelimpahan relatif dari lilin daun yang berbeda dan kelimpahan isotop karbon untuk lilin daun yang berbeda. Data memungkinkan mereka untuk merekonstruksi jenis-jenis vegetasi yang ada di daerah Ngarai Olduvai pada interval waktu yang sangat spesifik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa lingkungan berpindah dengan cepat bolak-balik antara hutan tertutup dan padang rumput terbuka.
Apa yang menyebabkan perubahan?
Untuk mengetahui apa yang menyebabkan transisi cepat ini, para peneliti menggunakan model statistik dan matematika untuk mengkorelasikan perubahan yang mereka lihat di lingkungan dengan hal-hal lain yang mungkin telah terjadi pada saat itu, termasuk perubahan dalam pergerakan Bumi dan perubahan suhu permukaan laut. .
"Orbit Bumi di sekitar matahari perlahan berubah seiring waktu," kata Freeman. “Perubahan ini terkait dengan iklim lokal di Olduvai Gorge melalui perubahan dalam sistem monsun di Afrika. Sedikit perubahan dalam jumlah sinar matahari mengubah intensitas sirkulasi atmosfer dan pasokan air. Pola hujan yang menggerakkan pola tanaman mengikuti sirkulasi monsun ini. Kami menemukan korelasi antara perubahan lingkungan dan pergerakan planet. ”
Tim juga menemukan korelasi antara perubahan lingkungan dan suhu permukaan laut di daerah tropis.
"Kami menemukan mekanisme pemaksaan komplementer: satu adalah cara Bumi mengorbit, dan yang lainnya adalah variasi suhu laut di sekitar Afrika," kata Freeman.
Para peneliti baru-baru ini menerbitkan hasil mereka di Prosiding National Academy of Sciences bersama dengan makalah lain dalam masalah yang sama yang dibangun di atas temuan ini. Makalah kedua menunjukkan bahwa curah hujan lebih besar ketika ada pohon di sekitar dan kurang ketika ada padang rumput.
“Penelitian ini menunjukkan pentingnya air di lanskap yang gersang seperti Afrika,” kata Magill. “Tumbuhan sangat terikat dengan air sehingga jika kekurangan air, biasanya menyebabkan kerawanan pangan.
“Bersama-sama, kedua makalah ini menyoroti evolusi manusia karena kita sekarang memiliki perspektif adaptif. Kami memahami, setidaknya untuk perkiraan pertama, kondisi seperti apa yang lazim di daerah itu dan kami menunjukkan bahwa perubahan dalam makanan dan air terkait dengan perubahan evolusioner utama. "
Via Futurity.org