Такая простая вещь, как растения, может коренным образом изменить представление о жизни в доисторическом мире. Исследования, опубликованные в журнале Science, документируют самые ранние свидетельства наличия в Восточной Африке изобилующих трав и того, как эти травы и открытые места обитания повлияли на раннюю эволюцию обезьян.
С 2013 года Даниэль Пеппе, доктор философии, адъюнкт-профессор наук о Земле в Университете Бейлора, и международная группа исследователей сосредоточили свои исследования на понимании того, как древняя среда повлияла на эволюцию ранних человекообразных обезьян в Восточной Африке.
Исследователи часто утверждали, что в раннем миоцене, примерно между 15 и 20 миллионами лет назад, экваториальная Африка была покрыта полунепрерывным лесом, и что открытые места обитания с травами C4 появились только 8-10 миллионов лет назад. Тем не менее, было несколько исследований, которые показали противоречивые доказательства этой давней идеи. В этом единственном исследовании были доказательства существования трав C4 в Восточной Африке около 15 миллионов лет назад. Пеппе и исследовательская группа решили выяснить, было ли это исследование аномалией или ключом к истинному разнообразию экосистем, существовавших в раннем миоцене.
Выяснение того, были ли открытые места обитания и растения C4 более распространенными намного раньше, чем предполагалось изначально, будет иметь важные последствия для понимания особенностей и приспособлений ранних человекообразных обезьян и того, почему в Африке и во всем мире существуют тропические пастбища C4 и экосистемы саванн.
Пеппе и совместная группа геологов вместе с палеоантропологами провели исследования в девяти комплексах местонахождений окаменелостей раннего миоцена в Восточно-Африканском рифте Кении и Уганды.
Группа, известная под общим названием «Исследование эволюции восточноафриканских катаранов и гоминоидов» или REACHE, одновременно сосредоточилась на понимании типов экосистем, существовавших в раннем миоцене, и, в частности, на преобладании открытых сред и трав C4, а также на том, как эти разные среды потенциально могли повлиять на эволюцию ранних человекообразных обезьян, таких как Morotopithecus.
«Работа с летописью окаменелостей сложна. Мы находим намеки и подсказки о прошлой жизни и должны выяснить, как собрать и интерпретировать их в пространстве и времени. Любой из анализов в этих работах мог бы стать интересным исследованием, и любой из них сам по себе дал бы неполные, неубедительные или неправильные интерпретации», — сказал Макналти. «Такова природа палеонтологических исследований: это похоже на сборку четырехмерного пазла, но каждый член команды может видеть только некоторые части. Комбинируя эти методы, мы используем сильные стороны одного, чтобы исправить недостатки или подтвердить предположения другого, что привело к синтетическому подходу, который бросает вызов устоявшимся теориям».
По мере того, как участники обменивались информацией и опытом о геологических особенностях, изотопах и окаменелостях растений и обезьян, найденных в этих местах, в центре внимания стала более широкая картина. Представление о том, что в период раннего миоцена экваториальная Африка была полностью покрыта лесами, было ошибочным.
Кроме того, результаты этого десятилетнего исследования отодвигают самые старые свидетельства существования среды обитания с преобладанием травы C4 в Африке — и во всем мире — более чем на 10 миллионов лет, что требует пересмотра палеоэкологических интерпретаций развития растений и млекопитающих.
«Мы подозревали, что найдем C4 — растения в некоторых местах, но не ожидали, что найдем их в таком количестве и в таком большом количестве», — сказал Пеппе. «Многочисленные доказательства показывают, что травы С4 и открытые места обитания были важными частями ландшафта раннего миоцена и что ранние человекообразные обезьяны жили в самых разных средах обитания, начиная от лесов с закрытыми пологами и заканчивая открытыми местообитаниями, такими как кустарники и лесистые луга с травами С4. … Это действительно меняет наше понимание того, как выглядели экосистемы, когда развивалось современное африканское сообщество растений и животных».
Важным аспектом этой работы было то, что команда объединила множество различных линий доказательств — геологию, ископаемые почвы, изотопы и фитолиты, которые представляют собой микрофоссилии кремнезема растений, — чтобы прийти к своим выводам.
«История пастбищной экосистемы в Африке до 10 миллионов лет оставалась загадкой, отчасти потому, что было так мало окаменелостей растений, поэтому было интересно, когда стало ясно, что у нас есть фитолиты, которые можно добавить к другим линиям доказательств. — сказала соавтор Кэролайн Стрёмберг, доктор философии, профессор биологии Вашингтонского университета.
«Фитолиты особенно информативны для раскрытия истории пастбищных экосистем. Они могут рассказать нам не только о том, что здесь были травы, но и о том, какие травы там были и насколько обильными они были в ландшафте. То, что мы обнаружили, было захватывающим и сильно отличалось от того, что было раньше». общепринятая история. Мы привыкли думать, что тропические пастбища с преобладанием C 4 появились только в последние 8 миллионов лет или около того, в зависимости от континента. Вместо этого как данные по фитолитам, так и изотопные данные показали, что травянистые среды с преобладанием C 4 появились более 10 миллионов лет назад ранее, в раннем миоцене в восточной Африке».
«Как палеоботаник, моей первой задачей в любой полевой работе является изучение растительности рассматриваемого участка. Затем я собираю отложения с известным геологическим возрастом, абсолютным или относительным датированием», — сказал доктор философии из Национальной Музеи Кении и Институт Макса План Рахаб Киньянджуи. «Моя работа становится увлекательной, когда я обрабатываю и извлекаю микрофоссилии растений в лаборатории, чтобы изучать их под микроскопом. Эта задача может занять от нескольких недель до месяцев в зависимости от количества образцов, изобилия и разнообразия микрофоссилий растений. На это уходят недели/месяцы. в древней пустыне, местах обитания, которых больше не существует. Блуждая по экосистемам, представляя себе животных, которых вы, вероятно, встретите в лесах, кустарниках и лугах».
Важно отметить, что одна из самых продвинутых ранних обезьян, Morotopithecus, как было обнаружено, обитала в открытых лесных массивах с обильной травой и полагалась на листья как на важный компонент своего рациона. Это противоречит давним предсказаниям о том, что уникальные особенности обезьян, такие как вертикальное туловище, возникли в лесной среде, чтобы обеспечить доступ к фруктовым ресурсам.
«Эти результаты имеют большое значение», — сказал Робин Бернстайн, директор программы биологической антропологии в Национальном научном фонде США.
«Впервые, объединив различные доказательства, эта совместная исследовательская группа связала определенные аспекты анатомии ранних обезьян с нюансами экологических изменений в их среде обитания в восточной Африке, которая теперь оказалась более открытой и менее лесистой, чем считалось ранее. новая основа для будущих исследований эволюционного происхождения обезьян», — сказал Бернстайн.
