Рекордное моделирование показывает, как климат влияет на миграцию людей

Масштабное моделирование климата Земли за последние 2 миллиона лет свидетельствует о том, что температура и другие планетарные условия повлияли на раннюю миграцию людей и, возможно, способствовали появлению современного человеческого вида около 300 000 лет назад.

Открытие является одной из нескольких моделей, появившихся на основе крупнейшей на сегодняшний день модели, исследующей, как изменения в движении Земли влияют на климат и эволюцию человека, опубликованной в вспыльчивый характер¹ сегодня. «Это еще один кирпичик в стене, подтверждающий роль климата в формировании происхождения человека», — говорит Питер де Менокаль, директор Океанографического института Вудс-Хоул в Фалмуте, штат Массачусетс.

Идея о том, что климат может играть важную роль в эволюции человека, существует по крайней мере с 1920-х годов.², когда ученые начали спорить о том, побудили ли засушливые условия предков первых людей начать ходить на двух ногах, приспосабливаясь к жизни в саванне. Но до сих пор исследователи изо всех сил пытались предоставить убедительные доказательства того, что климат сыграл роль в формировании человечества.

орбитальный эффект

В последнем исследовании Аксель Тиммерманн, физик-климатолог из Пусанского национального университета в Южной Корее, и его коллеги запускали модель климата на суперкомпьютере в течение шести месяцев, чтобы реконструировать, как температура и осадки могли повлиять на ресурсы, которые были доступны людям в мимо. Несколько миллионов лет. В частности, исследователи изучили, как долгосрочные колебания климата, вызванные астрономическим движением Земли, могли создать условия для стимулирования эволюции человека.

Толчок и притяжение других планет изменяет климат Земли, изменяя наклон планеты и форму ее орбиты. В течение 41 000 лет наклон Земли колеблется, влияя на интенсивность сезонов и изменяя количество дождя, выпадающего в тропиках. И в течение более чем 100 000 лет Земля переходит с более круглой орбиты, которая приносит больше солнечного света и более продолжительное лето, на более эллиптическую орбиту, которая уменьшает количество солнечного света и может привести к периодам образования ледников.

Тиммерман и его коллеги использовали моделирование, которое учитывало эти астрономические изменения, а затем объединили свои результаты с тысячами окаменелостей и другими археологическими свидетельствами, чтобы выяснить, где и когда шесть видов гоминидов, включая самые ранние, были обнаружены. человек прямоходящий и современный здравомыслящий человек — Он может жить.

Движения и смешение

В ходе исследования было получено поразительное количество данных, и Тиммерман говорит, что выявилось несколько интересных закономерностей. Например, анализ исследователей показал, что ранние человеческие виды, гейдельбергский человек, начал расширять свой ареал около 700 000 лет назад. Некоторые ученые считают, что этот вид мог дать начало большому количеству других видов по всему миру, включая неандертальцев (неандерталец) в Евразии и Х. в здравом уме Где-то в Африке.

Модель показывает, что распределение Х. гейдельбергский Это было возможно во всем мире, потому что более эллиптическая орбита создавала более влажные климатические условия, которые позволяли видам мигрировать в более широких масштабах. Моделирование также показало, что наиболее обитаемые районы с точки зрения климата со временем изменились, и летопись окаменелостей проследила их в прошлом.

«Глобальная коллекция черепов и инструментов не распределена во времени случайным образом», — говорит Тиммерман. Это «следует схеме», которая совпадает с изменением климата, вызванным движением Земли. «Это удивительно для меня — это закономерность, которую никто не мог увидеть до сих пор».

Одна часть этой закономерности может дать новое представление о том, где и как появился наш вид. Некоторые генетические исследования современных групп охотников-собирателей в Африке к югу от Сахары, которые, как правило, генетически изолированы, предполагают, что Х. в здравом уме Это результат одного эволюционного события в Южной Африке. Но другие исследования рассказывают более сложную историю, поскольку человечество начиналось как горячая точка для множества различных групп древних африканцев, которые вместе превратились в современных людей.

Тиммерман и его коллеги говорят, что их реконструкция климата поддерживает гипотезу индивидуального эволюционного пути. Модель показывает, что наш вид эволюционировал, когда Х. гейдельбергский В Южной Африке он начал терять свою пригодную для жизни среду обитания в необычно теплый период. Эта популяция может эволюционировать в Х. в здравом уме Адаптируясь к более жарким и сухим условиям.

Но такой исход вряд ли положит конец спорам. «Доказать, что конкретное климатическое событие привело к видообразованию, очень сложно», — говорит Тайлер Фейт, палеобиолог из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, отчасти потому, что в ископаемой и генетической летописи есть пробелы.

То же самое касается многих других шаблонов, упомянутых в статье. «Люди, посвятившие свою карьеру изучению этого, будут либо полностью согласны, либо не согласны с предложениями, представленными здесь», — говорит де Менокаль. Модель, однако, является «огромным достижением сама по себе» и «дает вам модель, чтобы задать эти вопросы».

Большинство исследователей, беседовавших с вспыльчивый характер Мы говорим, что потребуются дополнительные доказательства, чтобы доказать, что астрологические циклы повлияли на ход происхождения человека. «Если бы решение загадки изменения климата и эволюции человека можно было решить в одной статье, это было бы сделано 40 лет назад», — говорит Фейт.

Вот почему Тиммерман и его коллеги планируют запустить более крупные модели, в том числе те, которые объединяют генетические данные.