6 миллионов лет саванны

Учёные из Университета Юты использовали химические изотопы в древних почвах, чтобы измерить доисторический древесный покров (по сути, тень). Они обнаружили, что травянистые саванны с редкими деревьями преобладали в большинстве районов Восточной Африки, где в течение последних 6 миллионов лет эволюционировали предки человека и их родственники-приматы.

«Мы смогли количественно оценить, сколько тени было доступно в геологическом прошлом», — говорит геохимик Тьюр Серлинг, ведущий автор исследования нового метода, опубликованного 4 августа 2011 года в журнале Nature. — «И это показывает, что открытые местообитания существовали на протяжении всех последних 6 миллионов лет в тех районах восточной Африки, где были найдены некоторые из наиболее значимых ранних окаменелостей человека».

«Везде, где мы находим предков человека, мы находим свидетельства открытых местообитаний, похожих на саванны — гораздо более открытых и похожих на саванну, чем на лес», — добавляет Серлинг.

Открытые ландшафты на протяжении всей эволюции

Новый метод позволил количественно оценить степень открытости тропических ландшафтов. Он показал, что луга и лесистые луга (саванны) преобладали в колыбели человечества более 6 миллионов лет, с древесным покровом менее 40% на большинстве участков. По определению, лесистая местность имеет более 40% древесного покрова, а лес — более 80%.

«В некоторые периоды было больше кустарников, в другие — меньше, — говорит Серлинг. — Вряд ли что-то можно было назвать густым лесом... Мы находим гоминин (ранних людей, предков человека, а также родственников шимпанзе и горилл) в обоих типах мест».

Серлинг отмечает, что даже редкий древесный полог обеспечивал гомининам тень, пищу и укрытие от хищников.

«В настоящее время многие учёные считают, что до 2 миллионов лет назад [в Восточной Африке] всё было покрыто лесами, а условия саванны присутствовали только последние 2 миллиона лет, — говорит Серлинг. — Это исследование показывает, что во время развития двуногого хождения [около 4 миллионов лет назад] открытые условия присутствовали», даже преобладали.

Определение доисторического древесного покрова по изотопам почвы

Метод был разработан путём сопоставления соотношений изотопов углерода в 3000 современных образцах почвы со спутниковыми снимками древесного и растительного покрова на 75 тропических участках по всему миру. Это позволило определить процентное покрытие деревьями и кустарниками миллионы лет назад на основе соотношений изотопов углерода в ископаемых почвах (палеопочвах).

Соотношение редкого углерода-13 к распространённому углероду-12 в разложившемся растительном материале почв показывает степень покрытия ландшафта растениями, использующими C3-путь фотосинтеза (деревья, кустарники, бобовые), по сравнению с растениями, использующими C4-путь (теплолюбивые тропические травы саванн, осоки).

Результаты: история саванны

Анализ 1300 образцов ископаемых почв с участков, где эволюционировали предки человека, показал, что более 70% участков имели менее 40% древесного покрова, то есть представляли собой лесистые луга или луга. Менее 1% образцов отражали участки, где древесный покров превышал 70%.

«Мы заключаем, что открытые саванны существовали всё время, для которого у нас есть окаменелости гоминин, в средах, где эти окаменелости были найдены, в течение последних 4,3 миллиона лет», — говорит Серлинг.

Хронология растительности для бассейнов Аваш и Омо-Туркана (где найдены окаменелости Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus и Homo) показала, что за последние 7,4 миллиона лет древесный покров колебался от 75% до 5% и менее, но значительные площади с древесным покровом ниже 40% (саванновые редколесья и луга) присутствовали постоянно.