Международная исследовательская группа, в состав которой входят антропологи из Вашингтонского университета в г. Луи сообщил об открытии богатой окаменелостями пещерной системы Дримолен к северо-западу от Йоханнесбурга в журнале Nature Ecology & Evolution за ноябрь. 9.
«Это тот тип феномена, который трудно зафиксировать в летописи окаменелостей, особенно в отношении ранней эволюции человека», – сказал Дэвид Стрейт, профессор биологической антропологии в области искусств и наук Вашингтонского университета.
Замечательно хорошо сохранившаяся окаменелость, описанная в статье, была обнаружена студенткой Самантой Гуд, которая участвовала в Полевой школе Дримоленской пещеры под руководством Стрейта.
Исследователи уже знали, что появление P. robustus в Южной Африке примерно совпал с исчезновением австралопитека, несколько более примитивного раннего человека, и появлением в регионе ранних представителей Homo, рода, к которому принадлежат современные люди. Этот переход произошел очень быстро, возможно, всего за несколько десятков тысяч лет.
«Рабочая гипотеза заключалась в том, что изменение климата создало стресс в популяциях австралопитека, что в конечном итоге привело к их гибели, но что условия окружающей среды были более благоприятными для Homo и Paranthropus, которые, возможно, расселились в регионе из других мест», – сказал Стрейт. "Теперь мы видим, что условия окружающей среды, вероятно, также были стрессовыми для Paranthropus, и что им нужно было адаптироваться, чтобы выжить."
Новый экземпляр, обнаруженный в Дримолене, идентифицированный как DNH 155, явно является самцом, но во многом отличается от других P. robustus, ранее обнаруженный на соседнем участке Сварткранс, где было найдено большинство окаменелостей этого вида.
Эволюцию внутри вида трудно увидеть в летописи окаменелостей. Изменения могут быть незначительными, а летопись окаменелостей, как известно, неполна.
Обычно летопись окаменелостей выявляет более масштабные закономерности, например, когда виды или группы видов либо появляются в летописи окаменелостей, либо вымирают. Таким образом, это открытие Дримолена дает редко встречающееся окно в раннюю эволюцию человека.
Новый экземпляр больше, чем хорошо изученный представитель вида, ранее обнаруженный в Дримолене, – особь, известная как DNH 7 и предположительно самка, – но значительно меньше, чем предполагаемые самцы из Сварткранса.
«Теперь похоже, что разницу между двумя участками нельзя просто объяснить различиями между мужчинами и женщинами, а скорее как различия на уровне популяции между участками», – сказал Джесси Мартин, докторант Университета Ла Троб и его соавтора. первый автор исследования. «Наша недавняя работа показала, что Дримолен предшествует Сварткрану примерно на 200 000 лет, поэтому мы считаем, что P. robustus со временем эволюционировал, причем дримолен представлял раннюю популяцию, а сварткранс – более позднюю, более анатомически полученную популяцию."
«Можно использовать летопись окаменелостей, чтобы помочь восстановить эволюционные отношения между видами, и эта модель может дать всевозможные представления о процессах, которые сформировали эволюцию определенных групп», – сказал Мартин. "Но в случае с P. robustus, мы можем видеть дискретные образцы видов, взятые из одного и того же географического региона, но немного в разное время, демонстрируя тонкие анатомические различия, и это согласуется с изменениями внутри вида."
«Очень важно иметь возможность задокументировать эволюционные изменения в пределах родословной», – сказала Анджелина Лис из Университета Ла Троб, другой первый автор исследования. "Это позволяет нам задавать очень конкретные вопросы об эволюционных процессах. Например, теперь мы знаем, что размер зубов у разных видов меняется со временем, поэтому возникает вопрос, почему.
Есть основания полагать, что изменения окружающей среды подвергли эти группы населения диетическому стрессу, и это указывает на будущие исследования, которые позволят нам проверить эту возможность."
Со-директор проекта Drimolen Энди Херрис из Университета Ла Троб сказал: «Как и все другие существа на Земле, наши предки адаптировались и развивались в соответствии с ландшафтом и окружающей средой. Впервые в Южной Африке у нас есть разрешение датировки и морфологические свидетельства, которые позволяют нам увидеть такие изменения в древней линии гомининов через короткий промежуток времени."
Свидетельства быстрого, но значительного изменения климата в этот период в Южной Африке поступают из различных источников. Что особенно важно, окаменелости указывают на то, что некоторые млекопитающие, связанные с лесами или кустарниками, вымерли или стали менее распространенными, в то время как другие виды, связанные с более сухой, более открытой средой, появились на местном уровне впервые.
"П. robustus примечателен тем, что обладает рядом особенностей черепа, челюстей и зубов, указывающих на то, что он был адаптирован к диете, состоящей либо из очень твердой, либо из очень жесткой пищи », – сказал Стрейт. «Мы думаем, что эта адаптация позволила ему выжить на продуктах, которые было механически трудно есть, поскольку окружающая среда стала более прохладной и сухой, что привело к изменениям в местной растительности.
"Но образцы из Дримолена демонстрируют особенности скелета, свидетельствующие о том, что их жевательные мышцы были расположены таким образом, что они не могли кусать и жевать с такой же силой, как и более поздние P. robustus из Сварткранса ", – сказал он. "В течение 200 000 лет засушливый климат, вероятно, привел к естественному отбору, способствующему развитию более эффективных и мощных кормовых аппаратов у этого вида."
Лис сказал, что примечательно, что П. robustus появился примерно в то же время, что и наш прямой предок Homo erectus, о чем свидетельствует младенец H. erectus cranium, который команда обнаружила на том же участке Дримолен в 2015 году.
"Эти два совершенно разных вида, H. erectus с относительно большим мозгом и маленькими зубами, а P. robustus с относительно большими зубами и маленьким мозгом представляют собой расходящиеся эволюционные эксперименты », – сказал Лис. "В то время как мы были родом, который в конце концов победил, летопись окаменелостей предполагает, что P. robustus был гораздо более распространен, чем H. erectus на ландшафте два миллиона лет назад."
В более широком смысле исследователи считают, что это открытие служит предостережением для распознавания видов в летописи окаменелостей.
За последнюю четверть века было обнаружено большое количество ископаемых человеческих видов, и многие из этих новых обозначений видов основаны на небольшом количестве ископаемых только из одного или нескольких участков в небольших географических областях и узких временных диапазонах.
«Мы думаем, что палеоантропология должна быть немного более критичной к интерпретации вариаций анатомии как свидетельства наличия нескольких видов», – сказал Стрейт. "В зависимости от возраста образцов окаменелостей различия в анатомии костей могут отражать изменения внутри родословных, а не свидетельства существования нескольких видов."
Со-директор проекта Стефани Бейкер из Университета Йоханнесбурга добавила: «Дримолен быстро становится горячей точкой для ранних открытий гомининов, что является свидетельством приверженности нынешней команды целостным раскопкам и пост-полевому анализу.
Череп DNH 155 – один из наиболее хорошо сохранившихся черепов P. известные науке экземпляры robustus. Это пример того, что тщательные мелкомасштабные исследования могут рассказать нам о наших далеких предках."