Klimato kintamumas gali nelemti evoliucinių pokyčių tiek, kiek manyta anksčiau – „ScienceDaily“.

Klimato kintamumas gali nelemti evoliucinių pokyčių tiek, kiek manyta anksčiau – „ScienceDaily“.

Naujas tyrimas, kuriame buvo sujungti klimato duomenys su iškastiniais stambių žinduolių, gyvenusių Afrikoje per pastaruosius 4 milijonus metų, įrašais, kelia abejonių dėl ilgalaikės hipotezės, kad pasikartojantys klimato pokyčiai veikė kaip pagrindinis žinduolių, įskaitant žmonių protėvius, evoliucinius pokyčius.

Paskelbta žurnale Proceedings of the National Academy of Sciencestyrimas pateikia Afrikos žemyno masto aplinkos kintamumo sintezę plio-pleistoceno laikotarpiu, Žemės istorijos laikotarpiu, kuris apima maždaug pastaruosius 5 milijonus metų ir apima paskutinį ledynmetį maždaug prieš 20 000 metų.

Tyrime nustatyta, kad aplinkos kintamumas per tą laiką atspindi Žemės orbitos ir orientacijos pokyčius saulės atžvilgiu, kaip numato gamtos reiškinys, žinomas kaip Milankovičiaus ciklai. Dėl šių ciklų mūsų planeta veikia įvairaus intensyvumo saulės spinduliuotę, todėl įvairiais dažniais Žemės klimatui pasireiškia gerai dokumentuoti cikliški poveikiai.

Tyrėjai pastebėjo ilgalaikę tendenciją, kad Afrikoje didėja aplinkos kintamumas, susijęs su pasaulinio ledo tūrio ir vandenyno temperatūros skirtumais. Tačiau rezultatai neparodė reikšmingos koreliacijos tarp aplinkos svyravimų ir rūšių atsiradimo ar išnykimo greičio, o tai rodo, kad aplinkos kintamumas ir rūšių kaita gali būti glaudžiai nesusiję – ši sąvoka buvo plačiai diskutuojama mokslo bendruomenėje.

Idėja, kad ilgalaikės tendencijos link drėgnesnio ar sausesnio klimato galėjo būti žmogaus evoliucijos variklis, siekia Charleso Darwino laikus, teigia pirmasis šio straipsnio autorius Andrew Cohenas, Arizonos universiteto katedros žymus universiteto profesorius. Geosciences ir Ekologijos ir evoliucinės biologijos katedra. Didelis pokytis įvyko 1990-ųjų pabaigoje, kai mokslo bendruomenėje buvo pristatyta įtakingo kintamumo atrankos hipotezė.

„Idėja yra ta, kad ne tik klimato kaitos kryptis buvo svarbi homininų linijos evoliucinio naujumo variklis, bet ir aplinkos ir klimato sąlygų kintamumas“, – aiškino Cohenas. „Kadangi mūsų protėviai susidūrė su greitai besikeičiančiomis sąlygomis, ši hipotezė rodo, kad jie turėjo būti išradingesni ir gebėti susidoroti su daugybe skirtingų nenumatytų atvejų, dėl kurių atsirado naujų rūšių, o kitos išnyko.

Dabartiniame tyrime mokslininkai analizavo mėginius, paimtus iš nuosėdų šerdies iš ežerų dugno, vandenyno dugno ir sausumos atodangų iš 17 vietų visame Afrikos žemyne ​​ir aplinkinėse vietovėse. Aplinkos duomenys buvo gauti analizuojant įrašus iš žiedadulkių, suakmenėjusių dumblių, dulkių, lapų vaško, dirvožemio izotopų ir kitų fizinių savybių, kurios suteikia užuominų apie augalijos tipus ir aplinkos sąlygas toje vietoje, kurioje jie buvo nusodinti. Norėdamas sujungti šių labai skirtingų tipų įrašų duomenis ir išsiaiškinti pagrindinį klimato kintamumo modelį, Cohenas teigė, kad komanda turėjo įveikti didelį iššūkį: kaip kiekybiškai įvertinti kintamumą ir palyginti jį nuo vienos mėginių ėmimo vietos su kita.

„Tai nėra nereikšminga, nes, viena vertus, turite įrašų apie tai, kad iškastinės žiedadulkės pasakoja apie augalijos kintamumą, kiti pasakoja apie besikeičiančius ežero lygius, treti pasakoja apie į vandenyną pučiamas dulkes. sakė. „Mums reikėjo būdo, kaip ne tik pažvelgti į vieną įrašą, bet ir sukrauti visas šias skirtingas nuorodas, kurios leistų mums atskirti kintamumo ritmą.

Norėdami tai padaryti, mokslininkai sukūrė statistinius metodus, kurie leido jiems „palyginti obuolius ir apelsinus“, – paaiškino Cohenas, ir priskyrė klimato įrašų duomenų taškus laikotarpiams, apimantiems 20 000, 100 000 ir 400 000 metų. Kai atskiri kintamumo balų duomenų rinkiniai kiekvienoje dėžėje buvo standartizuoti, komanda galėjo juos „sukrauti“ ir apskaičiuoti vidutinį kintamumo dydį kiekvienam laikotarpiui.

Klimato duomenys buvo tiesiogiai lyginami su stambių žinduolių, visų pirma bovidų, antilopių ir kitų didelių žolėdžių gyvūnų, iš Rytų Afrikos, iškastiniais įrašais. Tyrėjai daugiausia dėmesio skyrė dideliems žolėdžiams gyvūnams, nes žmonių protėvių fosilijos yra per retos, kad būtų naudingos tokiam požiūriui.

„Nesakysiu, kad visas (homininų fosilijas) galima sutalpinti į batų dėžutę, bet jos vis dar nėra tokios dažnos, – sakė Cohenas, – todėl nusprendėme pažvelgti į kitus organizmus, turinčius geresnį fosilijų įrašą, nes Nėra jokios priežasties manyti, kad tik artimiausi mūsų giminaičiai, mūsų homininų protėviai, turėtų būti paveikti klimato kaitos ir kintamumo.

„Jei klimato kintamumas yra reikšmingas evoliucijos variklis, jis taip pat turėtų būti kitų didelių žinduolių variklis ir evoliucija“, – pridūrė jis. „Pagalvokite, pavyzdžiui, apie baltuosius lokius ir kaip juos veikia dabartinė klimato kaita.

Autoriai panaudojo metodą, pasiskolintą iš šiuolaikinės laukinės gamtos populiacijos biologijos, kad atsižvelgtų į šališkumą, kuris jau seniai kamuoja paleontologus: būdingą iškasenų įrašo neišsamumą, kurį antrasis tyrimo autorius Andrew Du iliustruoja šveicariško sūrio bloku. Jei šerdies mėginys būtų išgręžtas per sūrį, jame būtų tarpų, iš kurių šerdis atsitrenktų į sūrio skylę. Panašiai ir rūšies fosilijų įrašuose yra spragų – laikotarpių, kai fosilijų nerasta – tarp jų yra laikotarpių, kai fosilijų yra. Dėl to labai sunku tiksliai nustatyti, kada rūšis atsirado fosilijų įraše ir kada ji išnyko.

Siekdamas apeiti šį apribojimą, Du pritaikė metodą, žinomą kaip gaudymas, žymėjimas ir pakartotinis gaudymas, kurį dažnai naudoja laukinės gamtos biologai, tyrinėdami gyvūnų populiacijas: sugavus gyvūną, jis paženklinamas, kad būtų galima identifikuoti, ir paleidžiamas atgal į laisvę. Vėlesnės apklausos metu mokslininkai palygino paženklintų ir nepažymėtų gyvūnų santykį. Taikant statistiką, jie gali susidaryti supratimą apie visos populiacijos dydį ir struktūrą.

Du, Kolorado valstijos universiteto Antropologijos ir geografijos katedros docentas, paaiškino, kaip ši technika veikia iškastinėse sistemose.

„Tarkime, kad iškastinio kuro įraše matome naujos rūšies atsiradimą per pirmąjį laikotarpį, tada randame skirtingą fosiliją iš tos pačios rūšies per antrąjį laikotarpį, praleidžiame ją trečiuoju laikotarpiu, bet vėl matome ketvirtasis laikotarpis“, – sakė jis. „Tai mums sako, kad nors mes nematėme rūšies trečiuoju laikotarpiu, žinome, kad ji buvo šalia. Tai leidžia mums suprasti fosilijų įrašo kokybę tam tikrais laikotarpiais, ir mes galime atsižvelgti į šią kokybę kai įvertinamas susiformavimo ir išnykimo greitis.

Sujungus visus šiuos duomenų rinkinius, mokslininkai galėjo palyginti aplinkos kintamumo modelius ir jo ryšį su žinduolių rūšių atsiradimu ir išnykimo tempais.

„Apskritai, per pastaruosius 3,5 milijono metų buvo ilgalaikė tendencija, kad aplinkos kintamumas didėja“, – sakė jis. „Ši tendencija rodo didėjantį pasaulinio ledo tūrio ir jūros paviršiaus temperatūrų svyravimą aplink Afriką. Atsižvelgdami į tai, pastebėjome kitą tendenciją: įžengus į ledynmečius, matome daugiau pakilimų ir nuosmukių; svyravimas tampa vis didesnis ir didesnis, atspindi ledo lakštų vaškavimą ir nykimą, o šis kintamumas seka 400 000 metų Milankovičiaus ciklus.

Visą tą laiką iškastiniai įrašai apie rūšių atsiradimą ir išnykimą tarp didelių žolėdžių, taip pat hominino fosilijų, atrodo, yra atskirti nuo šių klimato kintamumo tendencijų. Nors autoriai pripažįsta, kad kintamumo atrankos hipotezė vis tiek gali būti teisinga, bet veikia skirtingais masteliais, jie tikisi paskatinti mokslo bendruomenę kritiškiau mąstyti apie kintamumo atrankos hipotezę, „o ne tiesiog priimti ją kaip pagrindinį principą. kaip mes žiūrime į fosilijų įrašus Afrikoje, o ypač į žmogaus fosilijų įrašus “, – sakė Cohenas.

„Mes nesakome, kad aplinkos kintamumas nėra svarbus žmogaus evoliucijai, tačiau mūsų šiuo metu surinkti duomenys labai neatitinka šios idėjos“, – sakė jis. „Jei aplinkos kintamumas būtų toks svarbus, koks buvo manoma, tikėtume, kad ilgalaikė kintamumo didėjimo tendencija atsispindėtų visų rūšių, įskaitant homininus, evoliucinėje apyvartoje, bet mes to tiesiog nematome. .

.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.