最近的一项研究表明,山区的多样生态系统对人类进化产生了显著影响。
最近在《科学进展》期刊上发表的研究,由韩国釜山国立大学气候物理研究所(IBS Center for Climate Physics,ICCP)的研究人员进行,表明山区生态系统的多样性对人类的进化至关重要。
关于早期人类的考古遗址,一个重要的观察是,归属于人属(Homo)的早期人类通常分布在山区或其附近。通过利用一套全面的人类古生物化石和文物的数据,加上高分辨率的地形数据和300万年的气候模拟,ICCP的科学家们阐明了早期人类如何适应艰难的地形。实质上,他们澄清了为什么我们许多进化祖先更倾向于居住在陡峭的地区而不是平坦的地方。
山区由于高度变化而增强了生物多样性,导致气候差异,从而使不同的植物和动物物种得以繁荣。研究人员发现,陡峭的区域通常拥有更多样的生态系统和植物类型,被称为生物群落。这种生物群落的丰富性吸引了早期人类,因为它提供了更多的食物资源和更好的抵御气候波动的能力,这个概念被称为多样性选择假说。
“在我们分析影响人类栖息地的环境要素时,我们惊讶地发现,地形陡峭度成为了最重要的因素,超越了温度和降雨量等局部气候变量,”来自气候物理研究所的博士生及研究的首席作者Elke Zeller解释道。
相反,陡峭地形比平坦地区更难以导航,需要更多的能量来穿越。人类古猿必须逐渐适应粗糙地形带来的挑战,以有效利用额外的资源。ICCP的研究人员研究了人类的适应如何随着时间变化地转变了在这种环境中生活的能量成本与收益。
适应陡峭环境的趋势在早期人类物种如Homo habilis、Homo ergaster和Homo erectus中很明显,直到大约一百万年前,此后这种趋势在大约30万年内减弱。约70万年前,随着更好适应且文化更先进的物种的出现(包括Homo heidelbergensis和Homo neanderthalensis),这种趋势重新出现。这些群体掌控了火,并表现出更强的抵御寒冷和潮湿气候的能力。
“大约一百万年前对地形适应的减少与我们气候系统的重大重组相吻合,这一阶段被称为中更新世过渡期。这个时期还与进化里程碑相对应,例如最近发现的祖先遗传瓶颈显著降低了人类的多样性以及人类古猿染色体2的融合。目前尚不确定这些事件是纯属巧合,还是日益增加的冰川气候变化促成了早期人类的遗传进化,”IBS气候物理研究所主任、研究共同作者Axel Timmermann表示。
关于人类在过去300万年如何响应环境挑战而进化的持续争论是一个重要的研究课题。这项韩国研究团队的发现为复杂的人类进化拼图贡献了重要的一部分。数据在数十万年内在不同物种和大陆之间平均表明,我们的祖先确实倾向于陡峭地形。
“我们的研究结果清楚地表明,多年来人类古猿适应了陡峭的地貌,这可能受到这些地区生物多样性增强的推动。我们的分析暗示,尽管在这些地区导航所需的能量支出增加,但早期人类群体在山地区域栖息是有利的,”Elke Zeller总结道。