Hábitats humanos primitivos vinculados a cambios climáticos pasados

Un estudio publicado en Nature por un equipo internacional de científicos proporciona evidencia clara de un vínculo entre el cambio climático impulsado por la astronomía y la evolución humana. Al combinar la base de datos más extensa de restos fósiles bien datados y artefactos arqueológicos con un nuevo modelo de supercomputadora sin precedentes que simula la historia climática de la Tierra de los últimos 2 millones de años, el equipo de expertos en modelado climático, antropología y ecología pudo determinar bajo qué condiciones ambientales condiciones en las que probablemente vivían nuestros ancestros.

Cambio climático y la evolución humana

El impacto del cambio climático en la evolución humana se ha sospechado durante mucho tiempo, pero ha sido difícil de demostrar debido a la escasez de registros climáticos cerca de los sitios con fósiles humanos. Para evitar este problema, el equipo investigó cómo era el clima en su simulación por computadora en los momentos y lugares en los que vivían los humanos, según el registro arqueológico. Esto reveló las condiciones ambientales preferidas de diferentes grupos de homínidos. A partir de ahí, el equipo buscó todos los lugares y momentos en que ocurrieron esas condiciones en el modelo, creando mapas que evolucionan en el tiempo de los posibles hábitats de los homínidos.

"Aunque diferentes grupos de humanos prefirieron diferentes ambientes climáticos, todos sus hábitats respondieron a los cambios climáticos causados por cambios astronómicos en el bamboleo, la inclinación y la excentricidad orbital del eje de la Tierra con escalas de tiempo que van desde 21 a 400 mil años", dijo Axel Timmermann, líder autor del estudio y director del Centro IBS para la Física del Clima (ICCP) en la Universidad Nacional de Pusan en Corea del Sur.

Para probar la solidez del vínculo entre el clima y los hábitats humanos, los científicos repitieron su análisis, pero con las edades de los fósiles barajadas como una baraja de cartas. Si la evolución pasada de las variables climáticas no afectara dónde y cuándo vivían los humanos, ambos métodos darían como resultado los mismos hábitats. Sin embargo, los investigadores encontraron diferencias significativas en los patrones de hábitat para los tres grupos de homínidos más recientes (Homo sapiens, Homo neanderthalensis y Homo heidelbergensis) al usar las edades fósiles barajadas y realistas.

"Este resultado implica que, al menos durante los últimos 500 000 años, la secuencia real del cambio climático pasado, incluidos los ciclos glaciales, desempeñó un papel central en la determinación de dónde vivían los diferentes grupos de homínidos y dónde se han encontrado sus restos", dijo el profesor Timmermann.

"La siguiente pregunta que nos propusimos abordar fue si los hábitats de las diferentes especies humanas se superponían en el espacio y el tiempo. Las zonas de contacto pasadas brindan información crucial sobre las posibles sucesiones y mezclas de especies", dijo el profesor Pasquale Raia de la Universita di Napoli Federico II. , Nápoles, Italia, quien junto con su equipo de investigación compiló el conjunto de datos de fósiles humanos y artefactos arqueológicos utilizados en este estudio.

A partir del análisis de la zona de contacto, los investigadores derivaron un árbol genealógico de los homínidos, según el cual los neandertales y probablemente los denisovanos se derivaron de la rama euroasiática del Homo heidelbergensis hace unos 500-400 mil años, mientras que las raíces del Homo sapiens se remontan al sur de África con poblaciones de Homo heidelbergensis tardío hace unos 300 mil años.

"Nuestra reconstrucción basada en el clima de los linajes de los homínidos es bastante similar a las estimaciones recientes obtenidas de los datos genéticos o del análisis de las diferencias morfológicas en los fósiles humanos, lo que aumenta nuestra confianza en los resultados", comenta el Dr. Jiaoyang Ruan, coautor del estudio. becaria de estudio e investigación postdoctoral en el IBS Center for Climate Physics.

El nuevo estudio fue posible gracias al uso de una de las supercomputadoras más rápidas de Corea del Sur llamada Aleph. Ubicada en la sede del Instituto de Ciencias Básicas en Daejeon, Aleph funcionó sin parar durante más de 6 meses para completar la simulación de modelo climático integral más larga hasta la fecha. "El modelo generó 500 Terabytes de datos, suficiente para llenar varios cientos de discos duros", dijo el Dr. Kyung-Sook Yun, investigador del Centro IBS para Física Climática que realizó los experimentos.

"Es la primera simulación continua con un modelo climático de última generación que cubre la historia ambiental de la Tierra de los últimos 2 millones de años, representando las respuestas climáticas al aumento y disminución de las capas de hielo, cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero en el pasado, así como la marcada transición en la frecuencia de los ciclos glaciales hace alrededor de 1 millón de años”, agrega el Dr. Yun.

"Hasta ahora, la comunidad paleoantropológica no ha utilizado todo el potencial de tales simulaciones continuas de modelos paleoclimaticos. Nuestro estudio ilustra claramente el valor de los modelos climáticos bien validados para abordar cuestiones fundamentales sobre nuestros orígenes humanos", dice el profesor Christoph Zollikofer de la Universidad. de Zurich, Suiza y coautor del estudio.

Adaptación continuada

Yendo más allá de la cuestión de los primeros hábitats humanos y los tiempos y lugares de los orígenes de las especies humanas, el equipo de investigación abordó cómo los humanos pueden haberse adaptado a los diferentes recursos alimentarios en los últimos 2 millones de años. "Cuando observamos los datos de los cinco principales grupos de homínidos, descubrimos un patrón interesante. Los primeros homínidos africanos hace alrededor de 2-1 millones de años preferían condiciones climáticas estables. Esto los restringía a corredores habitables relativamente estrechos.

"Después de una gran transición climática hace unos 800.000 años, un grupo conocido bajo el término general Homo heidelbergensis se adaptó a una gama mucho más amplia de recursos alimentarios disponibles, lo que les permitió convertirse en nómadas globales, llegando a regiones remotas de Europa y el este de Asia". dijo Elke Zeller, estudiante de doctorado en la Universidad Nacional de Pusan y coautora del estudio.

"Nuestro estudio documenta que el clima desempeñó un papel fundamental en la evolución de nuestro género Homo. Somos lo que somos porque hemos logrado adaptarnos durante milenios a cambios lentos en el clima pasado", dice el profesor Axel Timmermann.

Referencia
Climate effects on archaic human habitats and species successions. Axel Timmermann, Kyung-Sook Yun, Pasquale Raia, Jiaoyang Ruan, Alessandro Mondanaro, Elke Zeller, Christoph Zollikofer, Marcia Ponce de León, Danielle Lemmon, Matteo Willeit & Andrey Ganopolski. Nature (2022)-

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04600-9