Extraindo a Evolução Hominina de Dentes Fossilizados
Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation e foi republicado com Creative Commons.
O MOMENTO E A INTENSIDADE das estações moldam a vida ao nosso redor, incluindo o uso de ferramentas pelos pássaros , a diversificação evolutiva das girafas e o comportamento de nossos parentes primatas próximos .
Alguns cientistas sugerem que os primeiros humanos e seus ancestrais também evoluíram devido a rápidas mudanças em seu ambiente, mas a evidência física para testar essa ideia tem sido ilusória – até agora.
Após mais de uma década de trabalho, desenvolvemos uma abordagem que aproveita a química e o crescimento dos dentes para extrair informações sobre os padrões sazonais de chuva das mandíbulas de primatas vivos e fósseis.
Compartilhamos nossas descobertas em um estudo colaborativo publicado recentemente na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
OS DENTES SÃO MÁQUINAS DO TEMPO AMBIENTAIS
Durante a infância, nossos dentes crescem em camadas microscópicas semelhantes aos anéis de crescimento encontrados nas árvores. Mudanças sazonais no mundo ao nosso redor, como secas e monções, influenciam a química do nosso corpo. A evidência de tais mudanças está registrada em nossos dentes.
Isso ocorre porque a composição isotópica de oxigênio da água potável varia naturalmente com os ciclos de temperatura e precipitação. Durante o tempo quente ou seco, as águas superficiais acumulam mais isótopos pesados de oxigênio. Durante períodos frios ou úmidos, isótopos mais leves se tornam mais comuns.
Esses registros temporais e climáticos permanecem trancados dentro do esmalte dentário fossilizado, que pode manter a estabilidade química por milhões de anos. Mas as camadas de crescimento são geralmente tão pequenas que a maioria das técnicas químicas não consegue medi-las.
Para contornar esse problema, nos unimos ao geoquímico Ian Williams, da Australian National University, que administra as instalações de Microssonda de Íons de Alta Resolução Sensível (SHRIMP) líderes mundiais. Em nosso estudo, coletamos registros detalhados da formação dos dentes e da química do esmalte de fatias de mais de duas dúzias de dentes de primatas selvagens da África equatorial.
Também analisamos dois molares fósseis de um macaco de grande porte incomum chamado Afropithecus turkanensis que viveu no que é hoje o Quênia há 17 milhões de anos. Diversos grupos de macacos habitaram a África durante esse período, cerca de 10 milhões de anos antes da evolução de nossos ancestrais, os hominídeos.
MERGULHAR EM UMA ANTIGA PAISAGEM AFRICANA
Vários aspectos de nossa pesquisa são úteis para entender a ligação entre os padrões ambientais e a evolução dos primatas.
Primeiro, observamos uma relação direta entre os padrões históricos de chuva na África e a química dos dentes dos primatas. Este é o primeiro teste de uma ideia altamente influente em arqueologia e ciências da terra aplicada a primatas selvagens: que os dentes podem registrar detalhes finos de mudanças ambientais sazonais.
Podemos documentar as estações chuvosas anuais da África Ocidental e identificar o fim das secas da África Oriental. Em outras palavras, podemos “ver” as tempestades e estações que ocorrem durante o início da vida de um indivíduo.
E isso leva a outro aspecto importante. Nós fornecemos o maior registro de medições de isótopos de oxigênio de primatas coletados até agora em diversos ambientes na África que podem se assemelhar aos de hominídeos ancestrais. Por fim, conseguimos reconstruir os ciclos climáticos anuais e semestrais e a variação ambiental marcante, a partir de informações contidas nos dentes dos dois macacos fósseis.
Nossas observações apoiam a hipótese de que o Afropithecus desenvolveu certas características para se adaptar a um clima sazonal e a uma paisagem desafiadora. Por exemplo, ele tinha características dentárias especializadas para alimentação de objetos duros e um período mais longo de crescimento molar em comparação com macacos e macacos anteriores – consistente com a ideia de que consumia alimentos mais variados sazonalmente.
![Um crânio parcial de um humano antigo fica à esquerda de um gráfico de linhas sombreado em azul e branco com “valores de isótopos de oxigênio” em seu eixo y e “tempo [em] dias” em seu eixo x. A chave do gráfico correlaciona azul com “estação chuvosa” e branco com “estação seca”.](https://www.sapiens.org/app/uploads/2022/09/04_Oxygen-isotopes-chart.jpg)
Concluímos nosso trabalho comparando dados do Afropithecus com estudos anteriores de fósseis de hominídeos e macacos da mesma região no Quênia. Nossa microamostragem detalhada mostra o quão sensível é a química do dente à variação climática em escala fina.
Estudos anteriores de mais de 100 dentes fósseis perderam a parte mais interessante das composições de isótopos de oxigênio nos dentes: a enorme variação sazonal na paisagem.
POTENCIAL DE PESQUISA MAIS PERTO DE CASA
Esta nova abordagem de pesquisa, juntamente com nossas descobertas de macacos fósseis e dados de primatas modernos, será crucial para futuros estudos da evolução dos hominídeos – especialmente na famosa Bacia de Turkana, no Quênia. Por exemplo, alguns pesquisadores sugeriram que as diferenças sazonais no forrageamento e no uso de ferramentas de pedra ajudaram os hominídeos a evoluir e coexistir na África. Essa ideia tem sido difícil de provar ou refutar, em parte porque os processos climáticos sazonais têm sido difíceis de extrair do registro fóssil.
Nossa abordagem também pode ser estendida a restos de animais da Austrália rural para obter mais informações sobre as condições climáticas históricas, bem como as antigas mudanças ambientais que moldaram as paisagens modernas únicas da Austrália.
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