気候変動が人間の進化をどのように形作ったか

地球の気候は常に流動的な状態にあります。 私たちの祖先が数百万年前に霊長類の進化ツリーから分岐して以来、惑星は湿った期間と乾燥した期間の間の急激な変動、および長命の氷河の凍結と融解に直面しました。 初期の人間がそのような変化に耐えることができたことは明らかです。私たちの存在は彼らの成功を裏付けています。 しかし、多くの科学者は、主要な気候変動が人類の特徴的な特徴の一部を作り出したと考えています。

特に、大きな脳や複雑なツールの使用など、いくつかの大きな進化の飛躍は、重大な気候変動と一致するようです。 「公平を期すために、現時点で私たちが持っているのは偶然だと思います」と、コロンビア大学のラモント・ドハティ地球観測所のピーター・B・デメノカルは言いました。 しかし、彼と他の研究者は、より具体的なリンクをサポートできるかどうかを確認するために、古代の歯から海底堆積物まで、いくつかの証拠を調査しています。

また、このデータは、科学者が気候が進化の進歩をどのように引き起こしたかについて、可能な理論を選別するのに役立ちます。 たとえば、大きな飛躍は特定の生息地の変化への適応ではなく、一連の頻繁な変化によってもたらされたという考えです。 言い換えれば、人間は不確実性とともに生きるように進化しました。 スミソニアン協会のヒューマンオリジンズプログラムのリックポッツは、この考えを「変動選択」と呼び、少なくとも2つの主要な進化イベントが気候不安定の期間にリンクしている可能性があります。

「およそ300万年から250万年前に、「ルーシー」（ Australopithecus afarensis ）の系統が絶滅し、私たち自身の属の最初のメンバーであるホモが現れました。 最初のシンプルな石器も、これらの化石とともに登場し、大きな脳のようないくつかの現代的な特徴を特徴としていました」とdeMenocal氏は言います。 「それから、200万年から150万年前に、 ホモ・エレクトスが見えます。 その大きな頭脳を持つ人類は、二重刃の軸や初期の人間を初めてアフリカから導いた新しい行動のような、私たち自身のより洗練されたツールに非常によく似たスケルトンを持っていました。

これらのイベントは両方とも、地元の気候が劇的に変化しているときに起こりました。 たとえば、約300万年前（最初のホモ種が出現した頃）に、アフリカは気候が乾燥するにつれて、森林地帯から草原へと切り替わっていました。 景色のこの単純な変化は、初期の人間が登山から直立歩行へと進化した理由の一部かもしれません。 しかし、海底から収集された最近の証拠は、この期間中の気候変動をさらに詳細に調べています。

彼の仕事のために、deMenocalはアフリカの海岸に沿って海底にドリルします。そこでは、陸地に分散してから長くなっていた堆積物が整然とした層に残ります。 アフリカとアラビアから沖に吹き飛ばされた堆積物は、1, 000年あたり約1.5インチの割合でここに蓄積し、明るい帯と暗い帯が交互に並ぶ気候層のケーキを作ります。 乾燥期には、古代のモンスーンによって海に吹き飛ばされる暗くてざらざらした土が層になります。 雨季には、層には豊富な化石プランクトンの軽い融合が含まれます。

コアは、約20, 000年ごとに非常に湿った時期と非常に乾燥した時期との間の揺れを明らかにしています。 これは、地球の軌道の「ぐらつき」によって支配される規則的なサイクルに従い、惑星に当たる利用可能な日光の量を増減します。 これらの振動の期間は、地質学的時間スケールで非常に急速に起こりました。 興味深いことに、最も顕著な変動は、300〜250万年前、そして再び100万年後の2つの主要な人間の進歩期の間に起こりました。

この不安定な古代世界のさらなる証拠は、現代アフリカで見つけることができます。 グレートリフトバレーには初期の人類進化の最も重要な化石が数多く存在するため、ロンドン大学ユニバーシティカレッジの地理学者であるマークマスリンは、バレーの古気候記録を研究しました。 彼のチームは、約250万年前と170万年前の同じ急激な気候変動に、湖の流域が非常に敏感であることを発見しました。 「これらの淡水湖は、降雨量の変化でいっぱいになるか、消滅する可能性があります」と彼は言います。 「湖が出入りするこれらの特定の期間、または「パルス」は、人間の進化の大きな変化と直接相関していることがわかりました。 2つのレコードは完全に互換性があります。」

炭素同位体データが豊富な化石の歯の分析は、これらの不安定な期間に祖先が食べたり飲んだりしたものや、彼らが家と呼んだ環境の種類をさらに具体化するのに役立ちます。 これらの研究は、初期の人々が拡大する草原を受動的に食べていく傾向をホモ・バッキングが示しているとdeMenocalは述べています。 これは、アフリカの景観が長期的にはより均一な草原環境に向かっているにもかかわらず、より成功した初期の人間がさまざまな期間に多様な食物の選択肢を求めたことを示しています。

「およそ200万年前、 ホモの歯を見ると、草と他の食物の間でほぼ50〜50に分割された食事が見えます」とdeMenocal氏は言います。 「だから、食肉処理の大きな地球化学的証拠が増えており、死体処理、大きな移動、異なる生活様式を実際に示していると思われる行動の変化など、柔軟性が高いことを示しています。」制限された食事はなくなりました。

しかし、気候変動と進化的飛躍との関係を特定するだけでは、科学者が特定の進歩を引き起こした原因を正確に把握するのに役立たない、とマスリンは言います。

「私の考えでは、人類の進化には興味をそそる多くの理論があると考えていますが、実際にはそれぞれが正しいかもしれません」と彼は言います。 「だから、この変化する風景のどの時期でも選ぶことができ、それは別の特性に影響を与えたかもしれません。」次の食事がどこから来るかを決定する、とマスリンは言います。

「一方で、多くのリソースがあり、性的選択が始まり、最も賢い女性が言っている雨季には、どちらの男性がグループを制御しているのか、私は彼をパートナーとして持っている中期石器時代（約80, 000〜40, 000年前）などの後期の研究は、南アフリカの湿った状態を作り出した急速な気候変動を、象徴的な彫刻や貝の宝石などの言語と文化的アイデンティティの革新に結び付けます。

そして、約1万年前の農業の台頭は、最後の氷河期の終了後の気候変動と一致しています。 一部の科学者は、氷が後退することで、人間が近東で植物を栽培するのが簡単になり、場合によっては必要になるとさえ考えています。 ただし、いくつかの混合信号も存在します。 比較的初期の人間の脳のその後の膨張は小さいが、それでもかなりの飛躍が、比較的安定した気候の期間に発生したように見える、とマスリンは言います。

他の研究者は、古代の気候変動が他の動植物に見られる進化的適応に似た方法で人間に作用したことを示唆しています。 ボーンマス大学のジョン・スチュワートは、気候の変化が人々を現在のヨーロッパとアジアの景観に移動させ、一部の個体群を隔離し、進化の変化と新種の増加につながる条件を作り出していると考えています。

研究によると、過去の氷河期には、ハリネズミなどの種がより狭い領域に強制されたり、レフュジアが生き残ったりすることがありました。 それらの種は、好まれる気候が戻ってきて出現し拡大したときに遺伝的に同じではありませんでした。 これらのプロセスが人類に対して同じように作用した場合、ネアンデルタール人とデニソワ人は、 ホモ・ハイデルベルゲンシスなどの初期のグループから生じた可能性があります。

「私たちは他の生物と、最後のいくつかの間氷期のサイクルでどのように適応したかを見てきました」とスチュワートは言います。 「地理的な広がりと遺伝学を見ると、いくつかのパターンが発生するようです。私たちは同じ観点から人間を見ました。 私たちが有機的な進化を信じるなら、私たちは人間のために新しいプロセスを発明したり、特別なケースとして扱うべきではありません。 これらをこの大きな画像に収める必要があります。」

このプロセスは、気候変動がおそらくそれほど極端ではなかった赤道に近い場所では同じように機能しない可能性がある、とスチュワートは付け加えます。 そして彼は、彼の理論は、Rick Potts、Peter deMenocal、その他が支持する種類の可変性選択と相互に排他的ではないと考えています。

「しかし、私にとっては、変動選択は新しい種を作るメカニズムではないと思います。 スチュワートは次のように語っています。成功した系統を広げて、多くの異なるシナリオに対処できるようにするためのメカニズムです。 「2つの種を1つにするためには、気候に左右されるような地理的隔離が必要だと思います。」と彼は言います。「それについては間違いありません。人間はさまざまなことに対処できます。進化の過程でそうなったに違いありません。」