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domingo, 28 de julho de 2019
Brasil ancestral: Quem foram os primeiros brasileiros?
A
primeira certidão de nascimento do país é um crânio de 11 mil anos
encontrado em 1975. Mas há quem diga que estamos por aqui há mais tempo
Rui Dantas Publicado em 23/07/2019, às 14h30 - Atualizado às 15h00
Martha Werneck
Durante
quase 500 anos o Brasil praticamente ignorou uma parte do seu passado. A
maior delas. Na escola, a primeira aula de história começa com o
descobrimento do Brasil como se nada tivesse acontecido antes. No
entanto, quando os portugueses chegaram, em 1500, civilizações avançadas
e poderosas estavam no auge, outras já haviam desaparecido, mas deixado
vestígios de passagem e de história no Brasil.
O naturalista dinamarquês Peter Wilhelm Lund, em 1836, foi o primeiro a se interessar pelo Brasil pré-cabralino
e tornou-se uma espécie de patrono da arqueologia e da paleontologia no
país. Sua descoberta mais importante aconteceu na Gruta do Sumidouro,
perto de Lagoa Santa, MG. Em meio aos ossos de grandes mamíferos, ele
achou os primeiros fósseis humanos no Brasil.
Em busca do primeiro
brasileiro, Peter encontrou mais perguntas que respostas (algumas ainda
sem solução). A primeira – e talvez a mais controversa de todas – é
como e quando o homem passou a ocupar o território americano e, por
extensão, o brasileiro?
A
teoria mais aceita é que os primeiros grupos humanos a chegar por aqui
atravessaram da Ásia para a América pela Beríngia (região no extremo
norte do continente, que há 15 mil anos, durante o fim da era glacial,
ligava os dois continentes). A pé, os novos habitantes começaram a
migrar para o sul, em busca de regiões mais quentes. Até a Patagônia, no
limite sul da América, eles teriam levado algo em torno de 2 mil anos.
Mas
há quem discorde. A arqueóloga brasileira Niède Guidon, que há mais de
40 anos estuda os vestígios da presença humana na região da Serra da
Capivara, no Piauí, acredita que o homem americano já ocupava o Brasil
há mais de 60 mil anos. Sua pesquisa, que tem base em vestígios humanos
cujas datações indicaram ter 48 mil anos de idade, é fruto do
documentário Niède, de Tiago Tambelli, que acaba de ser lançado no país.
Segundo
a arqueóloga, a ocupação das Américas começou entre 80 e 100 mil anos
atrás e o primeiro americano teria vindo da região da Austrália em
embarcações simples – uma tese questionada dentro e fora do Brasil. Para
os críticos, esperar que um aborígine de mais de 50 mil anos atrás
atravessasse o Pacífico seria como pedir a Cristóvão Colombo que, em vez
de cruzar o Atlântico para vir ao Novo Mundo, fincasse a bandeira na
Lua.
Mas
Niède Guidon não está sozinha quando marca o início da presença humana
no Brasil, além dos paradigmais 15 mil anos. O trabalho da arqueóloga
Águeda Vilhena Vialou, entre o Museu de Arqueologia da USP e o Museu de
História Natural de Paris, indicou a existência do homem no Mato Grosso,
na Fazenda Santa Elina, há cerca de 23 mil anos. Lá, foram encontradas
pinturas nas paredes e grande quantidade de pedras trabalhadas. “Fizemos
três datações diferentes, em três materiais distintos: ossos,
sedimentos e carvão. Todos à mesma data, entre 22 e 23 mil anos”,
contou.
Homens da Lagoa Santa
A arqueóloga
Adriana Schmidt Dias, da UFRGS, acredita que o primeiro brasileiro
descende de uma das várias correntes migratórias vindas da Ásia, que
ocorreram a partir de 15 mil anos atrás. A mais antiga dessas levas de
humanos teria chegado ao Brasil há cerca de 12 mil anos e ficado
conhecida como Os Homens da Lagoa Santa, nome dado em homenagem ao sítio
arqueológico onde foram localizados – o mesmo pesquisado pelo
dinamarquês Lund. Desse povo, faz parte o fóssil humano descoberto em
1975, que viveu por aqui há cerca de 11,5 mil anos e foi batizado pelos
cientistas de Luzia, a mais antiga brasileira descoberta até hoje. Mais antiga pintura rupestre da América, encontrada em Lagoa Santa / Crédito: Reprodução
Luzia
era uma caçadora e coletora de vegetais, com traços bem distintos dos
índios que Pero Vaz de Caminha descreveu em sua carta, em 1500. Em 1999,
a Universidade de Manchester, na Inglaterra, reconstituiu o rosto de
Luzia: ficaram óbvios os traços negroides, típicos de populações
africanas e da Oceania.
Luzia e seus amigos viviam em pequenos
grupos e eram nômades, sempre procurando encontrar vegetais e animais de
pequeno porte, como o porco-do-mato e a paca, que eles caçavam com a
ajuda de lanças e de flechas com pontas feitas de pedras lascadas. Não
ficavam mais que duas semanas no mesmo lugar. Por isso, não costumavam
enterrar seus mortos. O corpo de Luzia foi encontrado jogado no fundo de
uma caverna.
Por volta de 6 mil anos atrás esse povo desapareceu.
A explicação para isso é o surgimento de outro grupo de humanos, dessa
vez, parecidos com os índios atuais. Eles chegaram em muito maior número
e passaram a ocupar a região. As populações se misturaram, segundo
Adriana, mas com o tempo as características dos Homens da Lagoa Santa
submergiram. Essa nova leva de viajantes chegou a ocupar toda a costa
brasileira e o Planalto Central até 2 mil anos atrás.
“Esses
bandos chegavam a uma região, montavam acampamento, geralmente em grupos
de cinco a dez famílias em pequenas faixas de terra”, diz a
pesquisadora. De acordo com ela, eles retiravam da região tudo o que
podiam: vegetais, peixes e animais. Assim que esgotavam esses recursos e
que os acampamentos apresentavam problemas sanitários, como o
aparecimento de insetos em grandes quantidades, iam embora.
Civilização das Conchas
Alguns
dos descendentes desses novos habitantes criaram, no litoral do Brasil,
uma das civilizações mais características e inusuais do período
pré-cabralino. Eles ocuparam do Espírito Santo ao Rio Grande do Sul
entre 6 mil e mil anos atrás, e ficaram conhecidos pelas edificações que
erguiam para sepultar seus mortos: os sambaquis. São pilhas de
sedimentos, principalmente conchas e ossos de animais, cuidadosamente
empilhados e que chegavam a ter 40 metros de altura e mais de 500 metros
de comprimento.
A princípio, os arqueólogos acreditavam tratar-se
de grandes depósitos funerários, mas, com a descoberta sistemática de
novos sítios, ficou provado que os sambaquis eram o centro da vida
social desses povos, chamados sambaquieiros. Ali, eles sepultavam seus
mortos, realizavam rituais e construíam suas casas. Crédito: Martha Werneck
“Eles
se alimentavam basicamente da pesca e da coleta de frutos do mar,
feitas com o auxílio de canoas e redes”, explica o arqueólogo Paulo de
Blasis, da USP. O sambaquieiro era baixo, no máximo 1,60 metro. A
mortalidade infantil era altíssima, entre 30 e 40% dos corpos
encontrados eram de crianças. Quem chegava à idade adulta também não ia
muito longe: para os homens a perspectiva de vida era de 25 anos e as
mulheres chegavam, no máximo, aos 35. Outro mito que as pesquisas vêm
derrubando é que os sambaquieiros eram nômades, indo de um lugar para
outro assim que se encerravam os recursos naturais.
“Era uma
civilização com estabilidade territorial e populacional. Um conjunto de
sambaquis como os do sul de Santa Catarina podia reunir até 3 ou 4 mil
habitantes”, conta Paulo. Para ele, uma ocupação dessa montada, por
tanto tempo, só seria viável com um alto grau de complexidade social,
que deveria incluir a divisão de tarefas e instituição de chefias
regionais.
Nos sambaquis foram encontrados também esculturas e
ornamentos feitos de pedra polida, que eram colocados junto aos corpos
sepultados. Representando animais como o tatu e a baleia, esses objetos
demonstram um delicado senso estético, que exigia habilidade especial.
Segundo
Dione Bandeira, do Museu Nacional do Sambaqui, em Joinville, SC, é
possível que houvesse pessoas designadas para produzi-los, até como
algum tipo de ritual. Os sambaquieiros desapareceram há cerca de mil
anos, com a chegada de povos agricultores vindos do planalto. “Eles
provavelmente foram se afastando cada vez mais de seu local de origem,
esquecendo suas tradições e se misturando ao conquistador”, descreve o
arqueólogo da USP.
Os povos da Amazônia
A
Amazônia foi o berço de culturas avançadas, que viveram mais de mil anos
antes de Cabral chegar ao Brasil. Os registros mais antigos da presença
dos homens na região foram descobertos pela arqueóloga norte-americana
Anna Roosevelt, em 1996. Ela encontrou pinturas rupestres datadas de 11
mil anos, na região de Monte Alegre, PA.
Na região da Ilha de
Marajó, uma importante civilização se desenvolveu entre os anos 400 e
1300 d.C. A civilização marajoara dominava a agricultura e possuía
aldeias que chegaram a abrigar 5 ou 6 mil habitantes. Os marajoaras eram
excelentes engenheiros e construíram aterros artificiais que se
elevavam até 12 metros acima do solo.
“Esses aterros exigiam a
mobilização de um grande contingente de mão de obra e uma liderança
constituída e respeitada”, afirmou o arqueólogo Eduardo Neves, da USP.
Tal requinte se refletia na criação de sua cerâmica. De caráter
cerimonial, seus desenhos correspondem ao mundo simbólico e religioso
dos marajoaras. Eles desapareceram misteriosamente por volta de 1300. Crédito: Reprodução
Mas
a superpotência da época era a civilização tapajônica, que ocupava a
região da atual cidade de Santarém, PA. Mesmo depois do contato com os
europeus, ainda era uma das maiores e mais poderosas nações indígenas da
Amazônia. Objetos de sua cerâmica foram localizados em lugares
distantes, o que indica que havia contato intenso entre os tapajós e
tribos vizinhas, incluindo comércio. Segundo Eduardo, havia um poder
central exercido por chefe tapajó, reunindo várias tribos vizinhas. E
algumas aldeias eram tão populosas que seus caciques podiam mobilizar
até 60 mil homens para o combate.
A Amazônia também foi o ponto
de partida para a migração de um povo tecnologicamente avançado e
conquistador, que levou ao declínio os brasileiros coletores e
caçadores, e que se espalhou de forma inédita pelo país: os tupi.
Partindo de onde hoje ficam os estados de Rondônia e do Amazonas, eles
deixaram a região em duas levas principais: os tupi-guarani desceram o
Rio Paraná e chegaram à região sul; os tupinambá seguiram pelo Rio
Amazonas até sua foz e, dali, rumo ao sul pela costa.
Eles viviam
em grandes aldeias, cujas populações chegavam a ter milhares de pessoas.
“Se organizavam em chefaturas, isto é, uma reunião de tribos em que
algumas aldeias seriam mais importantes e teriam influência sobre
outras”, explica o professor e historiador Paulo Jobim. Segundo ele, as
aldeias funcionavam como cidades, com famílias inteiras, com tios,
primos, pais, avós e filhos vivendo numa mesma casa.
“A hierarquia
das tribos era baseada no parentesco”, diz. Os espaços comuns desses
lugares, normalmente na área central, eram dedicados às práticas
religiosas e sociais. Eles conheciam a agricultura, principalmente a de
hortaliças, de mandioca e de milho, e produziam cerâmicas práticas,
principalmente para cozinhar. A guerra, além de demarcar territórios,
era tida como oportunidade para o desenvolvimento de lideranças, que se
baseavam sobretudo na coragem, na oratória e nos laços familiares.
A
expectativa de vida era curta, não ultrapassando os 40 anos de idade em
média. Por isso, os mais idosos eram muito respeitados, ocupando papel
de destaque na sociedade. A divisão do trabalho também era feita por
sexos: os homens caçavam, as mulheres coletavam, cuidavam das crianças e
do preparo do solo para a agricultura. Além disso, eram as responsáveis
pela produção da arte em cerâmica.
“Os guarani eram um povo
conquistador e exclusivista”, descreve o historiador Pedro Schmitz.
“Seus parentes tornavam-se aliados, mas outros povos eram considerados
inimigos e expulsos, dizimados ou incorporados, às vezes, literalmente,
já que eram antropófagos.” Os nossos descendentes que estavam na praia,
naquela manhã de 22 de abril de 1500.
Tubarão de 400 anos encontrado no Ártico pode ser o mais antigo vertebrado vivo: confira vídeo
Um
tubarão da Groenlândia de 400 anos de idade, que teria atingido a
maturidade sexual por volta dos 150 anos, estabelece um novo recorde
para ser o mais velho vertebrado vivo.
Damares Alves39 minutos atrásOs tubarões da Groenlândia foram excessivamente explorados durante a Segunda Guerra Mundial, já que seus fígados poderiam ser usados para o óleo de máquinas, o que tem consequências para a conservação.
Tendemos
a pensar que os vertebrados vivem tanto quanto nós, mais ou menos de 50
a 100 anos. Porém criaturas marinhas costumam ser muito mais longevas,
portanto, determinar sua idade é bem difícil.
No ano passado um tubarão da Groenlândia de 400 anos de idade, que
teria atingido a maturidade sexual por volta dos 150 anos, estabeleceu
um novo recorde para o mais velho vertebrado vivo.
Os pesquisadores mediram a criatura e estimaram que o tubarão poderia ter nascido em 1505. Um
tubarão da Groenlândia de 400 anos de idade, que teria atingido a
maturidade sexual por volta dos 150 anos, estabelece um novo recorde
para ser o mais velho vertebrado vivo.
Mas como chegaram a essa conclusão?
O grupo de pesquisadores mediram o tubarão, ele tinha 18 pés de
comprimento (aproximadamente 5,4 metros). Levando em consideração que
essa espécie cresce em média 1 cm por ano, os cientistas chegaram a conclusão de que o animal tem entre 272 a 512 anos de idade. É o mais antigo entre os 28 tubarões da Groenlândia que foram analisados na pesquisa. Estes tubarões têm uma vida útil estimada de 400 anos e passam o tempo nadando a procura de parceiros.
Os biólogos também utilizaram um método chamado datação por radiocarbono de lente ocular. As lentes dos olhos de todos os vertebrados continuam a crescer
com o animal ao longo da vida, adicionando camadas como uma cebola.
No final da década de 1950, os testes atmosféricos de armas
termonucleares causaram um grande e facilmente detectável pico na
quantidade de radiocarbono que chegou ao mar. Os cientistas chamam isso de ‘pulso da bomba’ e se tornou uma maneira prática de verificar a idade dos organismos marinhos. Se
a quantidade de radiocarbono na lente de um tubarão representa os
níveis de pulso pós-bomba, isso é um indicador bastante claro de que o
animal nasceu depois de 1960.
O terceiro menor tubarão, no entanto, tinha níveis de
carbono-14 apenas um pouco acima dos 25 tubarões maiores, sugerindo que
na verdade ele nasceu no início dos anos 60. Os
tubarões da Groenlândia foram excessivamente explorados durante a
Segunda Guerra Mundial, já que seus fígados poderiam ser usados para o
óleo de máquinas, o que tem consequências para a conservação.
A espécie
Não se sabe por que os tubarões da Groenlândia vivem por tanto tempo.
Os cientistas tem a hipótese isso que pode estar relacionado com seus
genes, ou pode ser o fato de que eles vivem em temperaturas
relativamente baixas e têm um metabolismo lento.
LEIA TAMBÉM: Misterioso tubarão do mar profundo é capturado em filmagens incrivelmente raras. Essa espécie é principalmente restrita às águas do Oceano Atlântico Norte e do Oceano Ártico. ] O tubarão da Groenlândia se alimenta principalmente de peixes, suas caças registradas
incluem outros tubarões, enguias, arenque, capelim, carpa do Ártico,
bacalhau, peixe-rosa, peixe-espada, peixe-lobo e linguado. Os
tubarões da Groenlândia também foram encontrados se esbaldando com
restos de focas, ursos polares, cavalos, alces e renas. Esse tubarão é conhecido por ser um limpador do mar e é atraído pelo cheiro de carne podre na água.
O artigo científico foi publicado na revista Science.
Formação do universo em time-lapse
28/07/2019 - Por: Marcus Cabral - atualizado
Do Big Bang ao surgimento do Homo sapiens, os 13,8 bilhões de anos de existência do cosmos couberam em exatos 10 minutos
FOTO:REPRODUÇÃO/YOUTUBE
TRECHO QUE MOSTRA O NASCIMENTO DE UMA ESTRELA, NOS INSTANTES INICIAIS DA FORMAÇÃO DO UNIVERSO
As estimativas mais recentes acreditam que a espécie humana tenha surgido no sul da Áfricahá mais de 300 mil anos. Toda a história doHomo sapiensse concentra nesse período que, se colocado sob a perspectiva do restante do universo, pode ser considerado “tão breve como um piscar de olhos”.
Essa é proposta de um novo vídeo, lançado no último dia 9 de março. Fazendo 22 milhões de anos passarem no tempo de um segundo, o filme gasta 10 minutos para contar toda a história do universo - da qual a espécie humana participa de um único frame.
Para chegar à essa duração, dividiu-se os 13,8 bilhões de anos considerando a taxa de quadros usada em vídeo. Como são 24 frames por segundo e 10 minutos têm 600 segundos, cada um dos frames vale, aproximadamente, 958 mil anos.
O marco zero é o Big Bang, explosão que dá origem a uma imensa nuvem de gás e poeira cósmica. Graças à ação da gravidade, surgem as primeiras estrelas e galáxias. A formação de buracos negros e supernovas, nome dado à “morte” de uma estrela, são resultados diretos desse momento inicial.
É só por volta dos seis minutos de filme que nosso Sistema Solar começa a ganhar corpo. A formação da Terra acontece há cerca de 4,5 bilhões de anos, e na marca dos 3,6 bilhões o ritmo da narrativa muda: surgem as formas de vida mais complexas, primeiro nos oceanos e, depois, por todos os cantos do planeta.
O curta-metragem foi feito por John D. Boswell, músico e produtor de Washington, nos Estados Unidos. Conhecido por seu canal no YouTube“melodysheep”, Boswell assina a edição e trilha sonora, que estádisponível para download. Quem desejar ter a experiência de forma mais introspectiva, porém, pode optar pela versão do vídeo sem narração, que se encontra disponívelneste link.
Além de imagens captadas pela Nasa, são usados trechos de famosos documentários de ciência. Entram na lista“Voyage of time”,“Cosmic Voyage”e “Maravilhas do Universo”, série produzida pela BBC e apresentada pelo físico inglês Brian Cox. Há no filme, também, trechos narrados pelo astrônomo americano Carl Sagan, morto em 1996, e pelo naturalista e apresentador da BBC David Attenborough, duas das maiores referências em divulgação científica.
“Conforme você assiste a esse vídeo, mais ele mergulha no quanto o universo é incrivelmente velho, e no quanto os humanos são pequenos ante esse cenário maior. Espero que esse experimento, em sua simplicidade, faça você refletir sobre os tempos antigos, que se passaram antes de nossa chegada, e a brevidade de nossa existência”, completa o autor.
sábado, 27 de julho de 2019
Um pequeno predador com unhas afiadas
Dinossauro que viveu há 90 milhões de anos onde hoje se situa o
noroeste do Paraná tinha garras em formato de lâmina para cortar suas
presas
Representação artística dos pés de Vespersaurus
Rodolfo Nogueira
Há 90 milhões de anos, no final do período Cretáceo, viveu
em um antigo deserto situado em terras hoje pertencentes ao noroeste do
Paraná um pequeno bípede carnívoro de cerca de 1,5 metro (m) de
comprimento e 11 quilos que exibia uma característica física ameaçadora
nunca antes registrada em outro dinossauro: pés dotados de um par de
garras em formato de lâmina, com as quais provavelmente segurava e
dilacerava suas presas.
O temível traço anatômico do Vespersaurus paranaensis,
nome da nova espécie de dinossauro, a primeira encontrada nesse estado
da região Sul do país, tinha função análoga às garras em forma de gancho
de um gênero famoso de dinossauro, o Velociraptor. O estudo com a descoberta foi publicado hoje (26/06) no periódico Scientific Reports.
Fóssil da pata direita como preservado na rocha
“Apesar da semelhança, o Vespersaurus não era parente próximo do Velociraptor”,
afirma o paleontólogo Max Langer, da Universidade de São Paulo, campus
de Ribeirão Preto, que coordenou o estudo sobre os fósseis da nova
espécie, achados no município de Cruzeiro do Oeste. “Ele provavelmente
se alimentava de lagartos e pterossauros [répteis alados], cujos
vestígios fósseis também já foram encontrados na região.” Os membros
inferiores do Vespersaurus ainda indicaram outra característica
peculiar da espécie. O animal caminhava com praticamente todo seu peso
apoiado sobre um único dedo, a maior falange, de cada pé. De seus quatro
dedos, três eram funcionais e um, vestigial, atrofiado. O maior dedo
funcional, que produzia as marcas de suas pegadas, ficava entre as duas
garras em forma de lâmina.
Na década de 1970, um estranho conjunto de pegadas fósseis,
aparentemente produzidas por um animal da pré-história que caminhava com
o peso concentrado em um só dedo, foram encontradas nas mesmas rochas
em que os fósseis do Vespersaurus foram achados. Mas nunca se
identificou o autor desses rastros. “Quase 50 anos depois, parece que
descobrimos qual tipo de dinossauro teria produzido aquelas enigmáticas
pegadas”, afirma o geólogo Paulo Manzig, do Museu de Paleontologia de
Cruzeiro do Oeste, que iniciou os estudos sobre os fósseis da região e é
coautor do trabalho.
O Vespersaurus pertence ao grande grupo dos terópodes, que inclui dinossauros carnívoros bípedes como o Velociraptor e o tiranossauro. Segundo Langer, dentro dos terópodes, o Vespersaurus
pertence ao subgrupo denominado Noasaurinae, que engloba dinossauros
pequenos encontrados apenas na Argentina e em Madagascar, e talvez na
Índia. Também assinam o artigo científico com a descrição da nova
espécie pesquisadores da Universidade Estadual de Maringá, do Museo
Argentino de Ciencias Naturales, e do Museu Nacional, do Rio de Janeiro.
Projeto
A origem e irradiação dos dinossauros no Gondwana (Neotriássico – Eojurássico) (nº 14/03825-3); Pesquisador responsável Max Langer (USP); Modalidade Projeto Temático; Investimento R$ 2.411.452,01.
Seabed mining is coming — bringing mineral riches and fears of epic extinctions
Plans are advancing to harvest precious ores from
the ocean floor, but scientists say that companies have not tested them
enough to avoid devastating damage.
A ghostly
sponge lives on a Pacific seamount, one of the environments targeted by
contractors interested in mining the ocean floor.Credit: Zhang Jiansong/Xinhua/Alamy
In 1972, a young ecologist named Hjalmar Thiel ventured to a
remote part of the Pacific Ocean known as the Clarion–Clipperton Zone
(CCZ). The sea floor there boasts one of the world’s largest untapped
collections of rare-earth elements. Some 4,000 metres below the ocean
surface, the abyssal ooze of the CCZ holds trillions of polymetallic
nodules — potato-sized deposits loaded with copper, nickel, manganese
and other precious ores.
Thiel was interested in the region’s
largely unstudied meiofauna — the tiny animals that live on and between
the nodules. His travel companions — prospective miners — were more
eager to harvest its riches. “We had a lot of fights,” he says. On
another voyage, Thiel visited the Red Sea with would-be miners who were
keen to extract potentially valuable ores from the region’s metal-rich
muds. At one point, he cautioned them that if they went ahead with their
plans and dumped their waste sediment at the sea surface, it could
suffocate small swimmers such as plankton. “They were nearly ready to
drown me,” Thiel recalls of his companions.
Em 1972, um jovem ecologista chamado Hjalmar Thiel se aventurou em uma parte remota do Oceano Pacífico conhecida como Zona Clarion-Clipperton (CCZ). O fundo do mar possui uma das maiores coleções inexploradas de elementos de terras raras do mundo. A cerca de 4.000 metros abaixo da superfície do oceano, o lodo abissal do CCZ contém trilhões de nódulos polimetálicos - depósitos do tamanho de uma batata carregados com cobre, níquel, manganês e outros minérios preciosos. Thiel estava interessado na meiofauna em grande parte não estudada da região - os minúsculos animais que vivem entre os nódulos. Seus companheiros de viagem - mineiros em potencial - estavam mais ansiosos para colher suas riquezas. "Tivemos muitas lutas", diz ele. Em outra viagem, Thiel visitou o Mar Vermelho com pretensos mineradores que queriam extrair minérios potencialmente valiosos das lamas ricas em metais da região. Em determinado momento, ele alertou que, se fossem adiante com seus planos e jogassem seus sedimentos na superfície do mar, poderiam sufocar pequenos nadadores, como o plâncton. "Eles estavam quase prontos para me afogar", lembra Thiel de seus companheiros.
In a later
confrontation, Thiel — who was at the University of Hamburg in Germany —
questioned how industry planned to test the environmental impacts of
sea-bed mining. He was curtly advised to do his own test. So he did, in
1989.
Thirty years on, the test that Thiel and a colleague devised
is still the largest experiment ever on the potential impacts of
commercial deep-sea mining. Called DISCOL, the simple trial involved
raking the centre of a roughly 11-square-kilometre plot in the Pacific
Ocean with an 8-metre-wide implement called a plough harrow. The
simulated mining created a plume of disturbed sediment that rained down
and buried most of the study area, smothering creatures on the sea
floor. The test revealed that the impacts of sea-bed mining reached
further than anyone had imagined, but it did not actually extract any
rocks from the sea bed, which itself would have destroyed even more
marine life.
There have been many attempts to advance DISCOL’s
basic approach, but none has succeeded, mostly owing to technical and
financial difficulties. The most recently planned mining trial, to test a robotic nodule harvester in the CCZ
this April, was called off at the last minute because of a technical
failure. The trial, planned by the Belgian contractor Global Sea Mineral
Resources, would have given scientists a better grasp of the impacts of
sea-bed mining by using a 25-tonne tractor to plough the ocean floor.
Manganese nodules cover the sea floor in the Clarion–Clipperton Zone.Credit: ROV KIEL 6000, GEOMAR (CC BY 4.0)
“This was definitely a significant setback, because it was
really the only opportunity to try to even start to see the interaction
of these big, heavy machines with the marine environment,” says Kristina
Gjerde, a high-seas policy adviser with the International Union for
Conservation of Nature in Cambridge, Massachusetts.
Such has been
the troubled trajectory of deep-sea mining ever since eager
industrialists proved, nearly a half century ago, that it was
technically feasible to extract rare metals and minerals from the ocean
floor. Companies and nations have often promised that they would soon
start pulling valuable ores from the depths, but commercial efforts have
failed to take off for a variety of reasons — notably huge up-front
costs, the historically low value of deep-sea ores and the lack of
regulations, which have contributed to investors’ wariness.
“The
technology is available — it’s the financial and regulatory uncertainty
that has held the industry back,” says Govinder Singh Chopra, founder of
SeaTech in Singapore, a designer of deep-sea mining support vessels.
Now,
it seems this nascent industry’s time has come. A growing demand for
batteries to power electric cars and to store wind and solar energy has
driven up the cost of many rare-earth metals and bolstered the business
case for sea-bed mining. What’s more, the industry’s long-awaited
regulations — in the form of a mining code — are due to be finalized by
2020, putting in place a process whereby contractors can apply for
30-year licences to mine assigned ‘claim areas’ in parts of the
international sea bed such as the CCZ. Already, miners are exploring the
potential wealth of these claim areas, but no commercial extraction
will begin until the regulations are in place. Investments in this
industry are now growing.
Last month, a start-up called DeepGreen
in Vancouver, Canada, announced that it is raising US$150 million to
begin exploring mineral wealth in part of the Pacific Ocean — a sign of
growing confidence in the industry’s future.
Both scientists and
conservationists, however, are worried that the creation of regulations
will encourage the industry to start mining long before there is enough
information on how operators can avoid causing serious environmental
harm. The scarce data that exist suggest that deep-sea mining will have
devastating, and potentially irreversible, impacts on marine life.
Deep sea
animals collected from abyssal ocean floor in Clarion-Clipperton Zone.
Clockwise from top left: Sea cucumber known as the ‘gummy squirrel’ (Psychropotes longicauda), a sea urchin and two sea cucumbers.Credit: DeepCCZ Project
Since the DISCOL experiment was completed, scientists have
returned to the site four times, most recently in 2015. The site has
never recovered. In the ploughed areas, which remain as visible today as
they were 30 years ago, there’s been little return of characteristic
animals such as sponges, soft corals and sea anemones. “The disturbance
is much stronger and lasting much longer than we ever would have
thought,” says Thiel.
The quiet place
The deep sea —
usually defined as the realm below 200 metres — is a world of extremes.
Temperatures near the sea bed in many places hover near 0 °C, there is
next to no light, and pressures can exceed 1,000 bars, equivalent to
having a couple of elephants standing on your big toe. But still life
thrives. The deep sea contains a vast array of ecosystems that
researchers have barely begun to study.
Miners have focused on three environment types to explore for potential harvesting. Abyssal plains such as the CCZ
are littered with metallic nodules that form over millions of years as
minerals precipitate around fish teeth, bones or other small objects.
These regions are some of the quietest, most remote ecosystems on the
planet, where fine sediment rains down at a rate of about one centimetre
every 1,000 years. That low-energy environment is home to polychaete
worms, crustaceans, sponges, sea cucumbers, starfish, brittlestars, sea
urchins and various deep-sea fish, as well as countless microbial
species and tiny sediment-dwelling creatures.
Another type of
mineral deposit is the metal-rich crust that covers seamounts, which
rise thousands of metres above the abyssal plains. These coatings are
packed with high-value metals, such as cobalt, platinum and molybdenum.
The seamount environment is dominated by corals, sponges and other
filter feeders as well as tuna, sharks, dolphins and sea turtles.
Deep sea
creatures found near a mid-ocean ridge in the southern Indian Ocean.
Clockwise from top left: an anemone, a brittle star, Acanthogorgiidae coral and a pencil urchin.Credit: Nature Picture Library/Alamy
A third form of mineral deposit that is attracting attention
is massive sulfides — rich in copper, lead, zinc, gold and silver.
These ores form around vents of superheated water that occur along the
volcanic ridges running through ocean basins. The hydrothermal vents
support creatures such as the small, blind yeti crab (Kiwa tyleri) with its characteristic blonde, furry hair, and the scaly-foot snail (Chrysomallon squamiferum), which armours its soft interior with an iron shell and is the first deep-sea animal to be declared endangered because of the threat of mining.
For
years, it was assumed that the first deep-sea environment to be mined
would be hydrothermal vents in Papua New Guinea’s territorial waters.
Nautilus Minerals in Toronto, Canada, was pursuing that project, but
financial difficulties and local opposition derailed the venture,
leaving the CCZ as the most likely test bed for deep-sea mining.
Estimates suggest that the nodules in that region contain more cobalt,
manganese and nickel than the total of all known deposits on land (see
‘Sunken treasure’). The CCZ stretches from Hawaii to the Baja California
Peninsula, and is as wide as the contiguous United States.
Sources: Map: M. Hannigton et al. Nature Geosci. 10, 158–159 (2017); Data: J. R. Hein et al. Ore Geol. Rev. 51, 1–14 (2013)
Companies are steadily moving forward with plans to exploit
the minerals in the CCZ. The International Seabed Authority (ISA) — a
168-member body created by the United Nations to both promote and
regulate sea-bed mining — has, in the past decade, granted 29
exploration licences for contractors sponsored by national governments
to explore mineral wealth at a number of deep-sea locations. Of the
licences granted, 16 are for the CCZ, and these cover about 20% of the
total area.
Since Thiel’s first visit to the region in 1972,
scientists have explored it in much more detail. Deep-sea biologist
Craig Smith at the University of Hawaii in Honolulu has spent 30 years
studying the communities in the CCZ, where he has collected sea
cucumbers, sea urchins, soft corals, starfish, sea anemones, worms and
much more. Roughly 90% of the animal species his group has collected are
new to science or undescribed. Among these are rare species not found
anywhere else in the deep sea, including gummy squirrels (Psychropotes longicauda)
— a type of ‘red-lipped’ sea cucumber — and worms that resemble squid.
Smith thinks that, even now, scientists have sampled just 0.01% of the
total area of the CCZ.
In one single UK claim area of 55,000
square kilometres, Smith and his colleagues were surprised to collect
more than 1,000 animal species, which they estimate is less than half
the total number living there. “And that’s not counting the microbes, of
which there are over 100,000 different species,” says Smith. “We expect
that there are thousands of species that are unique to the CCZ,” he
says. “I’ve been studying biodiversity there for decades, but we still
don’t know that much.” Some of the species could have small ranges, so
if they were to be wiped out, it would be a global extinction.
Data gaps
Although
deep-sea mining threatens some of these species, it has also raised
awareness of the biodiversity of the sea-floor environment. By law,
mining contractors are required to assess what lives in their claim
area, and Smith and many other deep-sea biologists conduct ecological
surveys to help contractors establish this baseline. And prospective
miners can carry out tests to understand how their equipment will impact
the environment they are working in.
A blind yeti crab (Kiwa tyleri) from a hydrothermal vent area in the southern Indian Ocean.Credit: David Shale/Nature Picture Library
The aim of such studies is to help miners and the ISA reduce
any potential harm from the industry and to develop environmental
management plans. But many researchers say that the system has not
worked well in practice, in part because the requirements for baseline
data are weak.
The data have been confidential, but are becoming
publicly available this month. “It’s going to be quite telling because
we’ll have an insight for the first time into the quality and quantity
of contractor data. My guess is that many contractors are not putting
together what we would regard as a thorough baseline assessment,” says
Daniel Jones, a deep-sea ecologist at the National Oceanography Centre
in Southampton, UK.
Another concern among researchers is that
there are no requirements to test the environmental impacts of the giant
mining machines before commercial extraction begins. Since 1970, only
12 small-scale tests have been done on nodule mining, most using a
narrow, roughly 2.5-metre-wide instrument to disturb the sea floor. Of
these, DISCOL is regarded as the most advanced, mostly because of the
wider plough, the large area covered and the long time series of data.
“All of these studies have flaws, and DISCOL, too, is imperfect, but
it’s the best we have,” says Jones.
Many scientists and
conservationists say that the root of some of the problems is that the
ISA has dual responsibilities. When it was established by the UN in
1994, the ISA was given two mandates: to protect the international sea
bed from serious harm, and to develop its resources, ensuring that their
exploitation benefits humankind. (In national waters, countries can
develop their own rules around sea-bed mining, but they must be at least
at strict as the rules that will be adopted next year by the ISA). The
“ISA is both poacher and gamekeeper”, says Hannah Lily, a maritime
lawyer with the Pew Charitable Trusts in London, who is not speaking on
behalf of Pew.
The ISA has responded to some of these concerns. It
says that “an extremely important aspect of ISA’s mandate is ensuring
appropriate environmental assessments and safeguards in the activities
that it regulates”, for instance.
It also says that “its decisions
are made by consensus among the 168 countries that make up its
membership, all countries having one vote”. So far, the membership has
approved only exploration activities.
The Belgian contractor
Global Sea Mineral Resources has defended how mining contractors and the
ISA are moving forward. It says that the ISA has been proactive in
establishing an environmental management plan that includes setting
aside nine areas of particular environmental interest. The intention is
keep these areas — about 30% of the CCZ — free of mining to protect
biodiversity.
Smothered by sediment
Mining in the CCZ, if
it does happen, is still almost a decade away, with Global Sea Mineral
Resources aiming to open a commercial deep-sea mine by 2027. When it
does kick off, the scene at the ocean bottom will look something like
this: robotic machines as large as combine harvesters will crawl along,
picking up metallic nodules and sucking up the top 10 centimetres or so
of soft sediment with them. Because the nodules grow so slowly, mining
them will effectively remove them from the sea floor permanently, say
scientists.
The nodules are an irreplaceable habitat for many of
the creatures that live in the CCZ. “For most of the animals in the
direct vicinity, mining will be lethal. It will wipe out most of the
large animals and everything that’s attached to the nodules. That’s a
given, I would say,” says Henko de Stigter, an ocean-systems scientist
at the Royal Netherlands Institute for Sea Research in Texel, whose
assessment is shared by many researchers.
But the impacts of
mining in the CCZ would be much broader than just killing the ecosystem
around the nodules. As the collectors moved across the sea floor, they
would stir up large clouds of soft sediment that would disperse,
possibly for tens of thousands of kilometres, before eventually
resettling. At high densities, sediment plumes can bury and smother the
animals on the sea floor. Just how far the sediment will disperse
remains unknown. “We’re only starting to see how far the plume reaches
and we’re still very far from knowing what the effect will be,” says de
Stigter. Next month, he will test the impacts of a prototype nodule
harvester in shallow Mediterranean waters.
Scientists are also
carrying out laboratory and computer simulations to assess the impact of
the disturbed sediment. One computer-modelling study, published in
January (B. Gillard et al. Elem. Sci. Anth.7, 5; 2019),
found that the sediment could take up to ten times longer to resettle
than is currently assumed, meaning it will probably travel farther in
the water column. And some researchers say that even trace amounts of
sediment stirred up by the mining operations could smother sea-floor
life far away.
In the CCZ, once the nodules have been collected by
a harvester, they’ll be shunted up a kilometres-long tube to a large
surface support vessel, which will sort out millions of nodules a day
and return the waste sediment to the sea, creating yet another plume.
Right now, there’s little clarity on where the waste will be released,
in part because returning sediments to the sea bed is costly and
technically challenging. One suggestion is to reinject the plume at a
depth of 1,000 metres, still thousands of metres above the sea bed.
Scientists worry that this practice could harm or kill life at mid-water
depths, just as Thiel feared 30 years ago.
Without more
information about these deep-sea environments, researchers don’t even
know how to define the risks. “What is serious harm? There are some
clear red lines, but there’s no definitive answer to that question yet,”
says Gordon Paterson, one of three ecologists who sit on the ISA’s
Legal and Technical Commission (LTC), which is, in part, a scientific
advisory body. “We understand that global extinction is serious harm and
we know that interference in carbon sequestration is serious harm.
Scientists know that mining will cause local extinction of species in
the CCZ, but are we talking about the extinction of species across the
CCZ or just in the mined area? It is complicated,” he says.
In the North Pacific Ocean, a remotely operated vehicle collects a metallic nodule with a deep-sea creature growing on top.Credit: GEOMAR (CC BY 4.0)
How to start an industry
Amid this dearth of data,
the ISA is pushing to finish its regulations next year. Its council met
this month in Kingston, Jamaica, to work through a draft of the mining
code, which covers all aspects — environmental, administrative and
financial — of how the industry will operate. The ISA says that it is
listening to scientists and incorporating their advice as it develops
the regulations. “This is the most preparation that we’ve ever done for
any industrial activity,” says Michael Lodge, the ISA’s
secretary-general, who sees the mining code as giving general guidance,
with room to develop more progressive standards over time.
And
many scientists agree. “This is much better than we have acted in the
past on oil and gas production, deforestation or disposal of nuclear
waste,” says Matthias Haeckel, a biogeochemist at the GEOMAR Helmholtz
Centre for Ocean Research Kiel in Germany.
The ISA has been
criticized by some researchers for seeking expert advice only from the
three LTC ecologists. But Cindy Van Dover, a deep-sea biologist at Duke
University in Durham, North Carolina, says that the ISA receives a lot
of free help from scientists such as herself. “There’s a lot of
behind-the-scenes science that’s being fed into ISA,” she says.
Another
charge levelled at the ISA is that it is not transparent about how it
makes decisions; the meetings of the organization’s legal and technical
commission, for example, are closed, and the summary reports lack
detail, say Gjerde and Jones. In particular, many are upset that
scientists aren’t consulted more in the granting of exploration
licences. Last year, for example, Poland was awarded the right to
explore 10,000 square kilometres of the Mid-Atlantic Ridge for mining.
The claim area is adjacent to the Lost City, a unique hydrothermal field
that has been earmarked by the United Nations Educational, Scientific
and Cultural Organization for World Heritage Site status. Both
scientists and conservationists have objected to this decision. Among
the critics is Gretchen Früh-Green, a biologist at the Swiss Federal
Institute of Technology in Zurich, who was part of the team that
discovered the Lost City in 2000.
It’s also clear that many would
like the industry to find a better way of judging the harm deep-sea
mining might cause before commercial extraction begins. “As the inventor
of DISCOL, I would say we need a better experiment,” says Thiel. But
contractors say it would be prohibitively expensive to carry out a
full-scale mining trial.
The ISA sees an advantage in moving
forward. “Once you have mining, you have monitoring, then you can
develop standards and you can progressively tighten those standards once
you have a feedback loop from monitoring your activity,” says Lodge.
Not
everyone is convinced that this wait-and-see approach will work. “If
industry proceeds so far, if they invest money, they will want a certain
security that they can do the mining. So monitoring the mining test
will not change much,” says Thiel. Jones agrees. “The regulations are
quite hard to amend once they are put in place,” he says. “It would
require the agreement of many nations that only meet infrequently”.
For
the moment, the ISA has the tough job of getting its 168 member nations
to even agree on the draft code, which conservationists and scientists
hope will mandate industry to behave responsibly. After that, it will
take several years for mining companies to raise money for their
ventures and to build and test equipment. Given those constraints,
there’s still an opportunity for scientists to improve how they gauge
the risks of harvesting minerals from the sea floor. “You can’t just
stick your head in the sand,” says Van Dover, “and hope it will all go
away.”
Nature571, 465-468 (2019)
doi: 10.1038/d41586-019-02242-y
Ocean snail is first animal to be officially endangered by deep-sea mining
Valuable metals and minerals pepper the creature's habitat, drawing commercial interest to the sea floor.
The scaly-foot snail (Chrysomallon squamiferum) coats its shell and tiny plates on its foot with iron that it takes out of the surrounding seawater.Credit: David Shale/Nature Picture Library
A snail that lives near hydrothermal vents on the ocean
floor east of Madagascar has become the first deep-sea animal to be
declared endangered because of the threat of mining.
The International Union for Conservation of Nature (IUCN) added the scaly-foot snail (Chrysomallon squamiferum) to its Red List of endangered species on 18 July — amid a rush of companies applying for exploratory mining licenses.
“This
is an important step towards alerting policymakers to the potential
impacts deep-sea mining may have on biodiversity,” says Lisa Levin, a
biologist at the Scripps Institution of Oceanography in La Jolla,
California.
The scaly-foot snail is found at only three
hydrothermal vents in the Indian Ocean, occupying a total area roughly
the size of two American football fields, says Julia Sigwart, a deep-sea
biologist at Queen’s University Belfast, UK.
Two of those three vents are currently under mining exploration licences, says Sigwart, who co-authored a Commentary1 on the snail’s listing in Nature Ecology & Evolution, published on 22 July.
Um caracol que vive perto de fontes hidrotermais no fundo do oceano a leste de Madagascar se tornou o primeiro animal de alto mar a ser declarado ameaçado por causa da ameaça da mineração.
A União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN) acrescentou o caracol (Chrysomallon squamiferum) à sua Lista Vermelha de espécies ameaçadas em 18 de julho - em meio a uma onda de empresas que solicitam licenças de mineração exploratória. "Este é um passo importante para alertar os formuladores de políticas sobre os impactos potenciais que a mineração em águas profundas pode ter sobre a biodiversidade", diz Lisa Levin, bióloga do Scripps Institution of Oceanography, em La Jolla, Califórnia.
O caracol é encontrado em apenas três fontes hidrotermais no Oceano Índico, ocupando uma área total do tamanho de dois campos de futebol americano, diz Julia Sigwart, bióloga de mar profundo da Universidade Queen's de Belfast, no Reino Unido. Duas dessas três aberturas estão atualmente sob licenças de exploração de minas, diz Sigwart, coautor de um Comentário 1 sobre a listagem de caracóis na Nature Ecology & Evolution, publicada em 22 de julho.
Better visibility
Even
one exploratory mining foray into this habitat could destroy a
population of these snails by damaging the vents or smothering the
animals under clouds of sediment, says Chong Chen, a deep-sea biologist
and Commentary coauthor at the Japan Agency for Marine-Earth Science and
Technology in Yokosuka.
For decades, mining companies have been looking to extract valuable minerals and metals
that form near hydrothermal vents. When the hot, mineral-laden water
from a vent mixes with cold seawater, it deposits materials, such as
manganese and copper, on the ocean floor. Collecting these deposits was
once considered too difficult and expensive. But technological advances
are now making it economically feasible.
Full-scale mining can’t
begin in international waters until the International Seabed Authority
(ISA) — a United Nations agency tasked with regulating sea-bed mining —
finalizes a code of conduct, which it hopes to do by 2020.
Levin
cautions that it’s not yet clear what effect the presence of an
endangered species would have on the regulation of mining activities
(see related News Feature).
“The [ISA] regulations are still being drafted, and there’s currently
debate over whether environmental guidelines will be mandatory or just
recommended,” she says.
Sigwart and Chen say that now is a good time to raise awareness of the vulnerability of hydrothermal-vent ecosystems.
Getting the scaly-foot snail on the Red List is the first step. “Being
on that list means something to policymakers and ordinary people,” says
Chen.
Counting threats
The biggest challenge to
determining whether the scaly-foot snail warranted inclusion on the Red
List was figuring out how to assess the extinction risk for animals that
live in one of the weirdest habitats on Earth, says Elin Thomas, a
graduate student in Sigwart’s lab and a coauthor of the Nature Ecology & Evolution Commentary.
When
the IUCN considers whether to include an organism on the Red List,
researchers examine several factors that could contribute to its
extinction. They include the size of a species’ range and how fragmented
its habitat is.
But hydrothermal vents naturally occupy
relatively small areas of the sea floor, says Thomas. And they occur
only where ocean water that has percolated into Earth’s crust can shoot
back out into the deep sea, resulting in a spotty distribution.
After
discussions with the IUCN and other researchers, Sigwart and her team
settled on two criteria that they could use to assess the extinction
risk for deep-sea species: the number of vents where they’re found, and
the threat of mining.
In addition to the scaly-foot snail, the
researchers are assessing at least 14 more hydrothermal vent species for
possible inclusion on the Red List later this year.
Too soon to tell
Chen
is optimistic that Red-List status will dissuade investors from
pursuing projects that could harm endangered species. He points to
organizations such as the World Bank, that require groups applying for
grants to consider the effects that their projects could have on Red
Listed species.
But Holly Niner, who studies ocean environmental
policy at Aalborg University in Denmark, says it's too soon to know how
the presence of endangered animals will affect deep-sea mining
activities. Hopefully regulatory officials and industry will protect
vulnerable areas and direct mining operations to less sensitive
habitats, she says.
“These are fragile areas under threat, and
it’s not like we researchers can start a breeding programme for
deep-sea-vent creatures,” says Sigwart. “We can only try to protect
what’s there.”
Nature571, 455-456 (2019)
doi: 10.1038/d41586-019-02231-1
An early dispersal of modern humans from Africa to Greece
Analysis of two fossils from a Greek cave has shed
light on early hominins in Eurasia. One fossil is the earliest known
specimen of Homo sapiens found outside Africa; the other is a Neanderthal who lived 40,000 years later.
The origin and early dispersal of Homo sapiens has long been a subject of both popular and scholarly interest1. It is almost universally agreed that H. sapiens
(modern humans) evolved in Africa, with the earliest known fossil
representatives of our species dated to around 315,000 years ago in
Morocco (at a site called Jebel Irhoud)2 and approximately 260,000 years ago in South Africa (at Florisbad)3. Stone tools comparable to those found with both of these fossils have been excavated in Kenya (at Olorgesailie)4 and dated to about 320,000 years ago. Writing in Nature, Harvati et al.5 describe their analysis of a fossil from Apidima Cave in southern Greece that they report to be an early modern H. sapiens
at least 210,000 years old. This fossil is the oldest known modern
human in Europe, and probably in all of Eurasia, and is more than
160,000 years older than the next oldest known European fossil of H. sapiens6.
The Apidima Cave complex was excavated in the late 1970s.
Two partial crania (skulls without the lower jaw), named Apidima 1 and
Apidima 2, were recovered in a single block of a type of rock called
breccia. Neither fossil was previously described in detail. Apidima 2
includes the facial region of the skull and had been identified as a
Neanderthal7.
Apidima 1 consists of only the back of the skull and had not been
previously allocated definitively to a species. Harvati and colleagues
used computed tomography to scan the fossils, and generated a 3D virtual
reconstruction of each specimen. They analysed each fossil to assess
aspects of its shape, and thus to determine the fossils’ similarity to
those of other species.
Apidima 2 is badly damaged owing to
previous breakage and distortion. Analyses of all four generated
reconstructions of the fossil were consistent with it being an early
Neanderthal. Apidima 1 is also damaged, but the specimen is not too
badly distorted, so mirroring its right and left sides yielded a good
reconstruction. The authors’ extensive comparative analysis indicates
that this fossil is an early member of H. sapiens. The posterior part of the cranium is rounded like that of H. sapiens,
and it lacks classic Neanderthal features, such as the distinctive
occipital ‘chignon’ — a bulge at the back of the skull that is shaped
like hair tied in a bun.
Earlier dating8
of a fragment of Apidima 2 using a method called uranium-series
analysis indicated a minimum age of around 160,000 years. Harvati and
colleagues report a more extensive set of uranium-series dating
analyses, which surprisingly reveal that Apidima 1 and Apidima 2 are of
different ages, even though they were found in close proximity. Apidima 2
is around 170,000 years old — well within the age range of other
Neanderthal fossils found across Europe (Fig. 1). Apidima 1 is dated to
be at least 210,000 years old, which is much older than any other widely
accepted H. sapiens fossils found outside Africa.
Figure 1 | Some key early fossils of Homo sapiens and related species in Africa and Eurasia. Harvati et al.5 present their analyses of two fossil skulls from Apidima Cave in Greece. They report that the fossil Apidima 1 is an H. sapiens
specimen that is at least 210,000 years old, from a time when
Neanderthals occupied many European sites. It is the earliest known
example of H. sapiens in Europe, and is at least 160,000 years older than the next oldest H. sapiens fossils found in Europe6 (not shown). Harvati and colleagues confirm that, as previously reported7,
Apidima 2 is a Neanderthal specimen, and they estimate that it is at
least 170,000 years old. The authors’ findings, along with other
discoveries of which a selection is shown here, shed light on the timing
and locations of early successful and failed dispersals out of Africa
of hominins (modern humans and other human relatives, such as
Neanderthals and Denisovans). kyr, thousand years old.
This finding reveals that at least two species of hominin
(humans and human relatives from the branch of the family tree after our
split from chimpanzees) inhabited southeastern Europe approximately
200,000 years ago. The discovery of an H. sapiens fossil in Apidima raises questions about what happened to this population. Given that this H. sapiens
existed at a time when there is substantial evidence for a Neanderthal
presence at other European sites, was it part of a population that was
unable to compete successfully with Neanderthals, especially in the
unstable climate of that time? Perhaps one or more times, the two
species replaced each other as the main hominin group present in this
region.
Such patterns of replacement characterize the distribution
of modern humans and Neanderthals in the Levant region of the Middle
East between 250,000 and 40,000 years ago. Homo sapiens replaced Neanderthals across Europe between approximately 45,000 and 35,000 years ago6, eventually giving rise to the ancestral population of Europeans alive today1.
This evidence from Apidima, along with other discoveries, demonstrates
that, on more than one occasion, modern humans kept pushing north and
westwards from Africa and the Levant into Europe. Rather than a single
exit of hominins from Africa to populate Eurasia, there must have been
several dispersals, some of which did not result in permanent
occupations by these hominins and their descendants.
There is
immense interest in understanding the timing and location of both the
successful and failed dispersals of hominins (including modern humans)
from Africa. The first hominin dispersal out of Africa is thought to
have been when members of the species Homo erectus exited some 2
million years ago. The second wave of departures occurred when the
ancestral species that eventually gave rise to Neanderthals moved into
Europe around 800,000–600,000 years ago.
A third group of migrations out of Africa were those of H. sapiens.
Many key fossil discoveries from Israel document early examples of
these dispersals. A fossil that includes the forehead region of a skull
found there, at a site called Zuttiyeh, is dated to between 500,000 and
200,000 years ago, and analysis of the fossil’s shape indicates that it
is either an early Neanderthal or from a population ancestral to both
Neanderthals and H. sapiens9. The Zuttiyeh fossil shows similarities to the Florisbad and Jebel Irhoud fossils9, and an earlier study10 suggested that Zuttiyeh might be an early H. sapiens.
This is a view that I favour, given its similarity to the shape of the
forehead of the Florisbad fossil. Future analysis might reveal that
Zuttiyeh is an even older modern human than Apidima 1; nevertheless, it
is not from Europe.
A jaw of an early modern human from Misliya Cave in Israel has been dated to approximately 194,000–177,000 years ago11. Other early modern human fossils have been found at Skhul and Qafzeh in Israel, dated to around 130,000–90,000 years ago12.
All of these early Eurasian human fossils seem to represent what might
be called ‘failed’ dispersals from Africa — they reached the Middle East
and southeastern Europe, but did not persist in these regions. There is
evidence that these populations were replaced at these or neighbouring
sites by Neanderthals.
Farther east, fossils of early H. sapiens
in Asia, dated from between at least 90,000 and 50,000 years ago, have
been found in regions ranging from Saudi Arabia to Australia13. These Asian fossils, like the European specimens of H. sapiens
from between 50,000 and 40,000 years ago, might have come from
populations that achieved persistent, successful dispersals and
contributed to the ancestry of some living humans.
Given that the
Apidima 1 fossil and those from Misliya and Zuttiyeh are only partial
skulls, some might argue that the specimens are too incomplete for their
status as H. sapiens to be certain. Could molecular approaches
be used to determine the species they are from? It is not always
possible to recover DNA from ancient fossils. However, analysing ancient
proteins preserved in fossils, a method termed palaeoproteomics, is
starting to be used to identify species (see go.nature.com/2xkosom).
Compared with analysis of ancient DNA, palaeoproteomics requires less
specialized handling of the fossil to prevent contamination. It was
recently used14
to analyse a fossilized jaw found in China that is approximately
160,000 years old, enabling the specimen to be identified as an
enigmatic hominin called a Denisovan, whose scarce fossils have also
been found at Denisova Cave in Siberia.
Perhaps palaeoproteomics
can be used to verify the identity of the Apidima fossils. It might also
be possible to apply this method to contemporaneous fossils from Asia
(estimated to be 300,000–150,000 years old) that have not yet been
definitively assigned to a species. These fossils are of interest for
their potential to reveal how many hominin species might have lived
during this time. Perhaps some of them are also H. sapiens, although I doubt it. Among the most complete of these specimens are crania from India at a site called Hathnora15, and from China at Dali16, Jinniushan16 and Hualongdong17.
Until such fossils are studied using palaeoproteomics, analyses such as
those of Harvati and colleagues provide our best handle on the complex
history of our species and our close relatives as these populations
dispersed out of Africa — from the early, unsuccessful dispersals to the
migrations that eventually succeeded.
Nature571, 487-488 (2019)
doi: 10.1038/d41586-019-02075-9
References
1.
O’Shea, N. & Delson, E. Nat. Hist.126(8), 19–22 (2018).
Uma rápida dispersão de humanos modernos da África para a Grécia
A análise de dois fósseis de uma caverna grega esclareceu os primeiros hominídeos na Eurásia.Um fóssil é o mais antigo espécime conhecido do Homo sapiens encontrado fora da África;o outro é um neandertal que viveu 40.000 anos depois.
A origem e a rápida dispersão do Homo sapiens tem sido objeto de interesse popular e acadêmico1. É quase universalmente aceito que o H. sapiens (humanos modernos) evoluiu na África, com os primeiros representantes fósseis conhecidos de nossa espécie datados de cerca de 315.000 anos atrás no Marrocos (em um local chamado Jebel Irhoud) 2 e aproximadamente 260.000 anos atrás no Sul África (em Florisbad) 3. Ferramentas de pedra comparáveis às encontradas nesses dois fósseis foram escavadas no Quênia (em Olorgesailie) 4 e datadas de cerca de 320.000 anos atrás. Escrevendo na revista Nature, Harvati et al.5 descrevem sua análise de um fóssil da Caverna Apidima, no sul da Grécia, que relatam ser um H. sapiens moderno primitivo de pelo menos 210.000 anos de idade. Este fóssil é o mais antigo humano moderno conhecido na Europa, e provavelmente em toda a Eurásia, e é mais de 160.000 anos mais velho do que o mais antigo fóssil europeu conhecido de H. sapiens6.
Leia o artigo: Os fósseis da caverna de Apidima fornecem evidências mais antigas do Homo sapiens na Eurásia
O complexo Apidima Cave foi escavado no final dos anos 70. Dois cranios parciais (crânios sem o maxilar inferior), denominados Apidima 1 e Apidima 2, foram recuperados em um único bloco de um tipo de rocha chamada brecha. Nenhum fóssil foi previamente descrito em detalhes. Apidima 2 inclui a região facial do crânio e foi identificada como Neanderthal7. A apidima 1 consiste apenas na parte de trás do crânio e não foi anteriormente alocada definitivamente a uma espécie. Harvati e seus colegas usaram tomografia computadorizada para escanear os fósseis e geraram uma reconstrução virtual em 3D de cada espécime. Eles analisaram cada fóssil para avaliar aspectos de sua forma e, assim, determinar a similaridade dos fósseis com os de outras espécies.
A Apidima 2 está bastante danificada devido a quebras e distorções anteriores. Análises das quatro reconstruções geradas do fóssil foram consistentes com o fato de ser um neandertal primitivo. Apidima 1 também está danificada, mas a amostra não está muito distorcida, então espelhar seus lados direito e esquerdo produziu uma boa reconstrução. A extensa análise comparativa dos autores indica que este fóssil é um dos primeiros membros do H. sapiens. A parte posterior do crânio é arredondada como a do H. sapiens, e carece de características clássicas do Neandertal, como o distintivo "chignon" occipital - uma protuberância na parte de trás do crânio que tem a forma de cabelo amarrado em um coque.
A datação anterior de um fragmento de Apidima 2 usando um método chamado análise de série de urânio indicava uma idade mínima de cerca de 160.000 anos. Harvati e seus colegas relatam um conjunto mais extenso de análises de datação por séries de urânio, que surpreendentemente revelam que Apidima 1 e Apidima 2 são de diferentes idades, embora tenham sido encontradas nas proximidades. Apidima 2 tem cerca de 170.000 anos - bem dentro da faixa etária de outros fósseis de neandertais encontrados em toda a Europa (Fig. 1). A Apidima 1 é datada de pelo menos 210.000 anos, o que é muito mais antigo do que qualquer outro fóssil amplamente aceito do H. sapiens encontrado fora da África.
Figura 1 | Alguns dos primeiros fósseis do Homo sapiens e espécies relacionadas na África e na Eurásia. Harvati et al.5 apresentam suas análises de dois crânios fósseis da caverna de Apidima, na Grécia. Eles relatam que o fóssil Apidima 1 é um espécime de H. sapiens que tem pelo menos 210.000 anos, de uma época em que os Neandertais ocupavam muitos locais europeus. É o mais antigo exemplo conhecido do H. sapiens na Europa e é pelo menos 160.000 anos mais velho que os fósseis mais antigos do H. sapiens encontrados na Europa6 (não mostrado). Harvati e seus colegas confirmam que, como relatado anteriormente7, Apidima 2 é um espécime de Neanderthal, e estimam que ele tenha pelo menos 170.000 anos de idade. As descobertas dos autores, juntamente com outras descobertas das quais uma seleção é mostrada aqui, esclarecem o momento e a localização das primeiras dispersões fracassadas da África de homininos (humanos modernos e outros parentes humanos, como Neandertais e Denisovanos). kyr, mil anos de idade.
Esta descoberta revela que pelo menos duas espécies de hominina (humanos e parentes humanos do ramo da árvore genealógica após nossa separação dos chimpanzés) habitaram o sudeste da Europa aproximadamente 200.000 anos atrás. A descoberta de um fóssil do H. sapiens em Apidima levanta questões sobre o que aconteceu com essa população. Dado que este H. sapiens existia numa época em que há evidências substanciais de uma presença de Neanderthal em outros locais europeus, fazia parte de uma população que não conseguia competir com sucesso com os neandertais, especialmente no clima instável da época? Talvez uma ou mais vezes as duas espécies se substituíssem como o principal grupo hominíneo presente nesta região.
Tais padrões de substituição caracterizam a distribuição dos humanos modernos e neandertais na região do Levante do Oriente Médio entre 250.000 e 40.000 anos atrás. O Homo sapiens substituiu os neandertais em toda a Europa entre aproximadamente 45.000 e 35.000 anos atrás6, dando origem,
