Mevsimlerin zamanlaması ve yoğunluğu, kuşların alet kullanımı, zürafaların evrimsel çeşitliliği ve yakın primat akrabalarımızın davranışları dahil, etrafımızdaki yaşamı şekillendirir.

Bazı bilim adamları, erken insanların ve atalarının da çevrelerindeki hızlı değişiklikler nedeniyle evrimleştiğini öne sürüyorlar , ancak bu fikri test etmek için fiziksel kanıtlar şimdiye kadar zordu.

On yıldan fazla bir çalışmadan sonra, canlı ve fosil primatların çenelerinden mevsimsel yağış modelleri hakkında bilgi çıkarmak için diş kimyasını ve büyümesini kullanan bir yaklaşım geliştirdik.

Bulgularımızı Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yeni yayınlanan ortak bir çalışmada paylaşıyoruz.

Dişler çevresel zaman makineleridir

Çocukluğumuzda dişlerimiz , ağaçlarda bulunan büyüme halkalarına benzer şekilde mikroskobik katmanlar halinde büyür. Kuraklıklar ve musonlar gibi çevremizdeki dünyadaki mevsimsel değişiklikler vücut kimyamızı etkiler. Bu tür değişikliklerin kanıtı dişlerimizde kaydedilir.

Bunun nedeni, içme suyunun oksijen izotop bileşiminin, sıcaklık ve yağış döngüleri ile doğal olarak değişmesidir . Sıcak veya kuru havalarda, yüzey suları daha ağır oksijen izotopları biriktirir. Serin veya ıslak dönemlerde, daha hafif izotoplar daha yaygın hale gelir.

Bu zamansal ve iklimsel kayıtlar, milyonlarca yıl boyunca kimyasal stabiliteyi koruyabilen fosilleşmiş diş minesinin içinde kilitli kalır . Ancak büyüme katmanları genellikle o kadar küçüktür ki çoğu kimyasal teknik onları ölçemez.

Bu sorunu aşmak için, dünyanın önde gelen Hassas Yüksek Çözünürlüklü İyon Mikroprob (SHRIMP) tesislerini yöneten Avustralya Ulusal Üniversitesi’nden jeokimyacı Ian Williams ile birlikte çalıştık .

Çalışmamızda, ekvator Afrika’sından iki düzineden fazla yabani primat dişinin dilimlerinden diş oluşumu ve mine kimyasının ayrıntılı kayıtlarını topladık.

Ayrıca 17 milyon yıl önce Kenya’da yaşayan Afropithecus turkanensis adlı olağandışı büyük gövdeli bir maymundan alınan iki azı dişi fosilini de inceledik. Farklı maymun grupları, bu dönemde, ilk atalarımız olan homininlerin evriminden yaklaşık 10 milyon yıl önce Afrika’da yaşıyordu.

Eski bir Afrika manzarasına dalmak

Araştırmamızın çeşitli yönleri, çevresel örüntüler ve primat evrimi arasındaki bağlantıyı anlamak için yararlıdır.

İlk olarak, tarihi Afrika yağış modelleri ile primat diş kimyası arasında doğrudan bir ilişki gözlemliyoruz. Bu, arkeolojik ve yer bilimlerinde vahşi primatlara uygulanan oldukça etkili bir fikrin ilk testidir: dişlerin mevsimsel çevresel değişimin ince ayrıntılarını kaydedebileceği.

Yıllık Batı Afrika yağışlı mevsimlerini belgeleyebilir ve Doğu Afrika kuraklıklarının sonunu belirleyebiliriz. Başka bir deyişle, bireyin erken yaşamında meydana gelen fırtınaları ve mevsimleri “görebiliriz”.

Bu da başka bir önemli konuya yol açar. Afrika’daki çeşitli ortamlardan şimdiye kadar toplanan primat oksijen izotop ölçümlerinin en büyük kaydını sunuyoruz.

Son olarak, iki maymun fosilinin dişlerinde tutulan bilgilerden yıllık ve altı aylık iklim döngülerini ve belirgin çevresel farklılıkları yeniden oluşturabildik.

Gözlemlerimiz, Afropithecus’un mevsimsel iklime ve zorlu manzaraya uyum sağlamak için belirli özellikler geliştirdiği hipotezini desteklemektedir . Örneğin, daha önceki maymunlara ve maymunlara kıyasla daha uzun bir molar büyüme periyodunun yanı sıra sert nesne besleme için özel diş özelliklerine sahipti – mevsimsel olarak daha çeşitli yiyecekler tükettiği fikriyle tutarlı.

Çalışmamızı, Afropithecus’tan elde edilen verileri Kenya’daki aynı bölgeden daha önceki fosil hominin ve maymun çalışmalarıyla karşılaştırarak sonlandırıyoruz. Ayrıntılı mikro örneklememiz, diş kimyasının iklim değişikliğini hassas bir şekilde ölçeklendirmek için ne kadar hassas olduğunu gösteriyor.

100’den fazla fosil dişle ilgili önceki çalışmalar, dişlerdeki oksijen izotop bileşimlerinin en ilginç kısmını gözden kaçırmıştı: manzaradaki büyük mevsimsel değişim.

Eve daha yakın araştırma potansiyeli

Fosil maymun bulgularımız ve modern primat verilerimizle birleşen bu yeni araştırma yaklaşımı, özellikle Kenya’nın ünlü Turkana Havzası’nda hominin evrimi ile ilgili gelecekteki çalışmalar için çok önemli olacaktır.

Örneğin, bazı araştırmacılar yiyecek arama ve taş alet kullanımındaki mevsimsel farklılıkların homininlerin Afrika’da evrimleşmesine ve bir arada yaşamasına yardımcı olduğunu öne sürdü. Bu fikri kanıtlamak ya da çürütmek zor oldu, çünkü kısmen mevsimsel iklimsel süreçleri fosil kayıtlarından çıkarmak zordu.

Yaklaşımımız, tarihi iklim koşullarının yanı sıra Avustralya’nın eşsiz modern manzaralarını şekillendiren tarih öncesi çevresel değişiklikler hakkında daha fazla bilgi edinmek için kırsal Avustralya’dan gelen hayvan kalıntılarına da genişletilebilir.