Il clima della Terra è sempre stato in uno stato di flusso. Da quando i nostri antenati si sono ramificati dall'albero evolutivo dei primati milioni di anni fa, il pianeta ha dovuto affrontare drastiche oscillazioni tra periodi umidi e secchi, così come congelamenti e disgeli glaciali di lunga durata. È chiaro che i primi esseri umani sono stati in grado di sopravvivere a tali cambiamenti: la nostra esistenza conferma il loro successo. Ma un numero crescente di scienziati ritiene che i maggiori cambiamenti climatici possano aver forgiato alcuni dei tratti distintivi dell'umanità.
In particolare, alcuni grandi balzi evolutivi, come cervelli più grandi e l'uso complesso di strumenti, sembrano coincidere con un significativo cambiamento climatico. "Penso che, per essere onesti, tutto ciò che abbiamo al momento è una coincidenza", ha detto Peter B. deMenocal dell'Osservatorio della Terra di Lamont-Doherty della Columbia University. Ma lui e altri ricercatori stanno esplorando diverse linee di evidenza, dai denti antichi ai sedimenti del fondo marino, per vedere se è possibile supportare un collegamento più concreto.
I dati stanno anche aiutando gli scienziati a esaminare le possibili teorie su come il clima avrebbe potuto innescare progressi evolutivi. Ad esempio, un'idea è che i grandi balzi in avanti non sono stati guidati dall'adattamento a uno specifico cambiamento di habitat, ma da una serie di frequenti cambiamenti. In altre parole, gli umani si sono evoluti per vivere con incertezza. Rick Potts del programma Human Origins della Smithsonian Institution chiama questa idea "selezione della variabilità", ed è possibile che almeno due importanti eventi evolutivi possano essere collegati a periodi di instabilità climatica.
“Circa tra 3 e 2, 5 milioni di anni fa, il lignaggio di 'Lucy' [ Australopithecus afarensis ] si estinse e apparvero i primi membri del nostro genere, Homo . I primi semplici strumenti di pietra apparvero anche con quei fossili, che presentavano alcuni tratti moderni come cervelli più grandi ”, dice deMenocal. “Quindi, tra 2 milioni e 1, 5 milioni di anni fa, vediamo l' Homo erectus. "Quell'ominio dal cervello più grande aveva uno scheletro molto simile ai nostri, strumenti più sofisticati come asce a doppia lama e nuovi comportamenti che hanno portato i primi umani fuori dall'Africa per la prima volta.
Questo cranio di un bambino australopithecus afarensis trovato in Etiopia risale a circa 3, 3 milioni di anni fa. (EUAN DENHOLM / X01999 / Reuters / Corbis) Entrambi questi eventi si sono verificati in momenti in cui il clima locale stava subendo drammatici cambiamenti. Sappiamo, ad esempio, che circa 3 milioni di anni fa, all'epoca in cui apparvero le prime specie di Homo, l'Africa stava passando da aree boschive ad praterie aperte man mano che il clima si asciugava. Questo semplice cambiamento nello scenario può essere parte del motivo per cui i primi umani si sono evoluti allontanandosi dall'arrampicata e camminando in posizione eretta. Ma le recenti prove raccolte dal fondo del mare danno uno sguardo ancora più dettagliato ai cambiamenti climatici durante questo periodo.
Per il suo lavoro, deMenocal perfora il fondale marino lungo le coste africane, dove sedimenti che sarebbero stati da tempo dispersi sulla terra rimangono in livelli ordinati. I sedimenti soffiati al largo dell'Africa e dell'Arabia si sono accumulati qui ad una velocità di circa 1, 5 pollici per 1.000 anni, creando una torta a strati climatici di bande chiare e scure alternate. Durante i periodi più asciutti, gli strati presentano lo sporco scuro e granuloso spazzato via dal mare dagli antichi monsoni. Durante i periodi umidi, gli strati contengono leggere fusioni di abbondante plancton fossilizzato.
I nuclei rivelano oscillazioni tra periodi molto umidi e molto secchi circa ogni 20.000 anni. Questo segue un ciclo regolare, governato da un'ondulazione nell'orbita terrestre, che aumenta e diminuisce la quantità di luce solare disponibile che colpisce il pianeta. Questi periodi di oscillazione si sono verificati molto rapidamente su scale temporali geologiche. Curiosamente, le fluttuazioni più pronunciate sono avvenute da 3 a 2, 5 milioni di anni fa, e ancora un milione di anni dopo, durante i due principali periodi di avanzamento umano precoce.
Ulteriori prove di questo instabile mondo antico possono essere trovate nell'Africa moderna. La Great Rift Valley è la patria di molti dei più importanti fossili della prima evoluzione degli ominidi, quindi Mark Maslin, un geografo all'University College di Londra, ha studiato i record paleoclimatici della valle. Il suo team ha scoperto che i bacini lacustri erano molto sensibili agli stessi rapidi cambiamenti climatici circa 2, 5 milioni di anni fa e 1, 7 milioni di anni fa. "Questi laghi d'acqua dolce possono riempirsi o scomparire con i cambiamenti delle precipitazioni", afferma. "Abbiamo scoperto che questi particolari periodi, o" impulsi ", quando i laghi vanno e vengono in correlazione diretta con i principali cambiamenti nell'evoluzione umana. I due record sono assolutamente compatibili. "
L'analisi dei denti fossili, ricca di dati isotopici sul carbonio, aiuta ad approfondire ciò che i nostri antenati stavano mangiando e bevendo durante questi periodi di instabilità e quali tipi di ambienti chiamavano casa. Questi studi dimostrano che Homo si oppone a una tendenza in cui i popoli precedenti si nutrivano passivamente delle praterie in espansione, afferma deMenocal. Ciò indica che i primi esseri umani di maggior successo cercavano diverse opzioni alimentari durante periodi variabili, anche se il paesaggio africano, a lungo termine, tendeva verso un ambiente di prateria più uniforme.
"Circa 2 milioni di anni fa, guardando i denti di Homo, vedi una dieta che è quasi 50-50 divisa tra erbe e altri alimenti", dice deMenocal. "Quindi ci sono prove geochimiche crescenti per i cambiamenti nella dieta che indicano una grande flessibilità tra cui il trattamento delle carcasse, grandi migrazioni e cambiamenti comportamentali che sembrano davvero indicare un diverso modo di vivere." Homo ha conferito questi tratti preziosi ai lignaggi futuri mentre le specie contemporanee con un dieta limitata si estinse.
Un pezzo di mascella di un antico antenato umano, trovato in un sito in Spagna che risale a circa 1, 2 milioni di anni. (Sani Otero / epa / Corbis) Ma identificare una possibile relazione tra clima mutevole e balzi evolutivi non aiuta gli scienziati a capire esattamente cosa ha innescato un particolare progresso, afferma Maslin.
"Il mio pensiero è che ci sono molte teorie intriganti sull'evoluzione umana, ma ognuna potrebbe effettivamente avere ragione", dice. "Quindi potresti scegliere qualsiasi periodo in questo paesaggio in evoluzione e potrebbe aver influito su un tratto diverso." Ad esempio, è plausibile teorizzare che il cervello dei nostri antenati potrebbe essersi espanso quando i laghi erano altamente variabili, perché gli ominidi dovevano diventare più intelligenti per determinare da dove verrebbero i loro prossimi pasti, dice Maslin.
“D'altra parte, potrebbe essere che nei periodi umidi, quando ci sono molte risorse, la selezione sessuale prende il via e le femmine più intelligenti stanno dicendo: qualunque dei maschi controlla il gruppo, lo sto avendo come partner . ”Studi di periodi successivi come l'età della pietra di mezzo (circa 80.000 a 40.000 anni fa) collegano i rapidi cambiamenti climatici che hanno creato condizioni umide in Sudafrica alle innovazioni nella lingua e nell'identità culturale, tra cui incisioni simboliche e gioielli conchiglia.
E l'ascesa dell'agricoltura circa 10.000 anni fa coincide con il cambiamento dei climi dopo la fine dell'ultima glaciazione. Alcuni scienziati hanno teorizzato che il ghiaccio in ritirata ha reso più facile, o forse addirittura necessario, per gli esseri umani addomesticare le piante nel Vicino Oriente. Ma esistono anche alcuni segnali misti. Espansioni successive del primo cervello umano - piccoli ma ancora significativi salti - sembrano essersi verificate durante periodi di clima relativamente stabile, afferma Maslin.
Altri ricercatori suggeriscono che gli antichi cambiamenti climatici abbiano agito sugli umani in modo più simile agli adattamenti evolutivi osservati in altri animali e piante. John Stewart dell'Università di Bournemouth ritiene che il mutamento climatico probabilmente abbia spostato le persone nel paesaggio di quella che oggi è l'Europa e l'Asia, isolando alcune popolazioni e creando condizioni che possono portare a cambiamenti evolutivi e alla nascita di nuove specie.
Gli studi hanno dimostrato che le ere glaciali del passato potrebbero aver costretto specie come il riccio in aree più piccole, o rifugiati, dove potevano sopravvivere. Quelle specie non erano geneticamente uguali quando emersero e si espansero quando il loro clima preferito ritornò. Se questi processi hanno agito allo stesso modo sugli ominidi, i Neanderthal e i Denisovani potrebbero essere nati da gruppi primitivi come l' Homo Heidelbergensis, quando si sono isolati in piccole e vivibili tasche del freddo emisfero settentrionale.
"Abbiamo esaminato altri organismi e come si sono adattati negli ultimi cicli interglaciali", afferma Stewart riferendosi al lavoro svolto con Chris Stringer del Museo di storia naturale di Londra. "Alcuni schemi sembrano verificarsi quando si guarda alla diffusione geografica e alla genetica, e abbiamo guardato gli umani sotto quella stessa luce. Se crediamo nell'evoluzione organica, non dovremmo inventare nuovi processi per l'uomo o trattarli come un caso speciale. Dovremmo inserirli in questo quadro più ampio. "
Il processo potrebbe non funzionare allo stesso modo in posizioni più vicine all'Equatore, dove forse il cambiamento climatico non era così estremo, aggiunge Stewart. E crede che la sua teoria non si escluda a vicenda con il tipo di selezione della variabilità che Rick Potts, Peter deMenocal e altri sposano.
“Ma penso che la selezione della variabilità non sia un meccanismo per creare una nuova specie. È più un meccanismo per creare un lignaggio di successo che può diffondersi e consentirgli di affrontare molti scenari diversi ", afferma Stewart. "Per creare due specie da una, penso che tu abbia bisogno di quel tipo di isolamento geografico che è stato guidato dal clima". Tuttavia, dice, "non c'è dubbio al riguardo: gli umani sono in grado di far fronte a molte cose diverse, e qualcosa in evoluzione deve averlo fatto così. "
