理查德·波茨《对话》 钻到139米深的火山岩为科学家提供了一百万年的环境记录
学分:史密森尼学会人类起源项目 全球各地的人们在各种温度、海拔和景观下都茁壮成长
人类是如何如此成功地适应我们最终所处的任何环境的？像我这样的人类起源研究者对这种典型的人类特征，适应性，是如何进化的很感兴趣
在肯尼亚的一个地方，我和我的同事们已经研究这个难题几十年了
在这个地方，我们看到几十万年前考古和化石记录发生了巨大的变化
但是是什么外部因素推动了行为的出现，这些行为代表了我们人类与周围环境的相互作用？ 我们想知道我们是否能把当时环境中发生的事情和这些技术的转变以及生活在那里的人类联系起来
根据我们发表在《科学进展》杂志上的分析，我们得出结论，智人进化适应的根源源于我们适应环境变化的能力
考古记录中遗漏的时间 著名的史前遗址奥洛根赛利位于肯尼亚南部
它位于裂谷内，是一个地震活跃区，湖泊和河流在这里产生沉积物，这些沉积物随着时间的推移而积累，掩埋并保存了化石骨骼和古代石器
在奥洛根赛利，我们的科学团队发现了与智人起源潜在相关的证据，即从一种技术到另一种技术的关键转变
今天奥洛根赛利地区的鸟瞰图
学分:史密森尼学会人类起源项目 旧技术的典型代表是被称为手斧的大型椭圆形切割工具
典型的阿舍利石技术，在奥洛根赛利出土了近24层这样的手斧和其他阿舍利工具
它们跨越了大约700，000年的漫长时期，涵盖了化石遗迹表明人类直立人和海德堡人居住在东非的时期
奥洛根赛利最后的阿舍利考古遗址有500，000年的历史，在这一点上，由于侵蚀，在这些沉积物中有令人沮丧的180，000年的空白
大约在32万年前，随着沉积物开始填满地貌，考古记录又开始了
但是阿舍利已经不在了
取而代之的是中石器时代的技术，通常由比笨重的阿舍利手斧更小、更容易携带的工具组成
在非洲的其他地区，中石器时代的技术与最早的非洲智人有关
这些工具制造者经常使用锋利的黑曜石作为原材料
考古学家艾莉森·布鲁克斯、约翰·耶伦和其他人用化学方法将黑曜石追溯到几个不同方向的遥远露头上，这些露头距离奥洛根赛利高达95公里
他们得出结论，遥远的黑曜石来源提供了群体间资源交换的证据，这种现象在阿舍利时代是未知的
我们的中石器时代发掘物也包含黑色和红色的着色材料
考古学家认为像这样的颜料是日益复杂的象征性交流的标志
想想人们使用颜色的所有方式——在旗帜、服装和许多其他方式中，人们在视觉上宣称他们是群体的一部分
奥洛根赛里在东非的肯尼亚
学分:史密森尼学会人类起源项目 所以在这里，我们看到了阿舍利生活方式的灭绝，以及它被戏剧性的新行为所取代，包括技术创新、黑曜石的群体间交换和颜料的使用
但是我们没有办法去研究当这种转变发生时，在18万年的间隔中发生了什么
我们需要找回那段时间
我们开始策划如何从附近的某个地方挖掘沉积物，记录下与人类早期适应变化相关的环境和生存挑战
转向地质学寻找早期人类的线索 不同类型的沉积物沉积在湖泊、溪流和土壤中，沉积层讲述了环境随时间变化的故事
地质学家凯·贝伦斯梅尔和艾伦·戴诺和我一起在肯尼亚南部的野外工作，研究我们可以在哪里钻探沉积物来填补奥洛根塞里时间的空白
我们推测，理解这一大转变的关键在于奥洛根塞耶发掘地以南约24公里的一片平坦的草地下
2012年9月，我们与包括勒内·多曼在内的同事以及来自国家湖泊核心设施的合作者一起钻探，直到到达裂谷的火山岩底部
在奥洛根赛利的记录出现了180，000年的差距之后，阿丘勒技术被中石器时代的技术所取代
学分:史密森尼学会人类起源项目 结果是一个139米深的核心，包含一系列古老的湖泊和湖泊边缘栖息地和土壤，所有这些都布满了火山层，我们可以确定其日期，得出过去100万年中最精确的东非环境记录
根据地质学家安迪·科恩和其他同事的建议，我召集了一个由地球科学家和古生态学家组成的国际团队，对岩心进行取样和分析
我们找到了将过去环境的多种不同测量方法——微观植物、来自古老湖泊沉积物的单细胞硅藻和各种化学信号——转化为淡水可用性和植被覆盖的生态测量方法
新发表的研究提供了我们的发现
时差期间的环境 沉积物记录显示，在100万至50万年前的时代，当阿舍利工具制造者在奥洛根赛利盆地忙碌时，生态资源相对稳定
淡水是可靠的
放牧的斑马、犀牛、狒狒、大象和猪改变了树木繁茂的草原的区域植被，形成了短而有营养的草原
钻探小组提取了一个直径只有4厘米的圆柱体，它代表了100万年的环境历史
学分:史密森尼学会人类起源项目 然后时间间隙发生了什么？ 核心在之前神秘的时间间隔中保存得非常好
我们确定大约在40万年前，一个关键的环境转变发生了
从一个相对稳定的环境中，我们开始看到我们的祖先和其他哺乳动物所依赖的植被、可利用的水和其他生态资源的反复波动
根据人类学文献，今天和近代历史上的狩猎采集者通过投入时间和精力改进他们的技术来应对不确定的资源时期
他们与遥远的群体联系，维持资源和信息交流网络
他们发展象征性的标记来加强这些社会联系和群体认同
听起来很熟悉？这些行为类似于古代中石器时代奥洛根赛利的生活方式不同于阿舍利的生活方式
同样值得注意的是，阿丘勒时代典型的大型放牧物种在50万年后灭绝了
在360，000到300，000年前，生态上灵活的食草动物物种体积更小，对水的依赖性更低，并且依赖于又矮又高的草和树叶，已经取代了专门的食草动物，例如现在已经灭绝的斑马和巨大的狒狒
在这个核心的横截面上可以看到的每一层沉积物都提供了一个关于古代环境的线索
学分:明尼苏达大学LacCore 回到实验室，科学家们分析了核心沉积层的内容
学分:史密森尼学会人类起源项目 动物群落的这些变化反映了适应性饮食的优势，类似于我们的中石器时代祖先如何适应环境的不确定性
在过去的二十年里，许多人类起源的研究者认为气候是人类适应性进化的主要驱动力，如果不是唯一的话
然而，我们的新研究引起了人们对肯尼亚南部阿舍利-中石器时代变迁中几个因素的关注
是的，在40万年前的环境变迁之后，降雨量变化很大
但该地区的地形也因构造活动而断裂，并被火山灰覆盖
大型食草动物对这种转变前后的植被产生了不同的影响
结果是一系列的生态变化，包括早期人类实践中石器时代的生活方式
我们认为所有这些因素共同引发了这一重要的进化变化
中石器时代可能为今天提供了一个教训
随着人类现在面临一个全球范围的环境不确定性时代，我们的物种是否足够灵活，能够利用社交网络、新技术和可靠的信息来源来适应未来的环境破坏？
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