Adaptação humana a diversos biomas nos últimos 3 milhões de anos

Para investigar o papel da vegetação e da diversidade do ecossistema na adaptação e migração dos hominídeos, os autores identificaram as preferências de habitat humano ao longo do tempo usando uma simulação transitória de modelo de bioma do sistema terrestre de 3 milhões de anos e um extenso banco de dados arqueológico e de fósseis de hominídeos. A análise deles mostra que os primeiros hominídeos africanos viviam predominantemente em ambientes abertos, como pastagens e matagais secos. Migrando para a Eurásia, os hominídeos se adaptaram a uma gama mais ampla de biomas ao longo do tempo. Ao vincular a localização e a idade dos locais de hominídeos com os biomas regionais simulados correspondentes, também foi descoberto que os nossos ancestrais selecionaram ativamente ambientes espacialmente diversos. Os resultados quantitativos levam a uma nova hipótese de diversidade: as espécies Homo, em particular o Homo sapiens, foram especialmente equipados para se adaptarem aos mosaicos paisagísticos.

Uma equipe internacional descobriu que as primeiras espécies humanas se adaptaram a paisagens de mosaico e diversos recursos alimentares, o que teria aumentado a resiliência de nosso ancestral às mudanças climáticas anteriores.

Nosso gênero Homo evoluiu nos últimos 3 milhões de anos – um período de crescentes flutuações climáticas quentes/ frias. Como as primeiras espécies humanas se adaptaram à intensificação dos extremos climáticos, eras glaciais e mudanças em larga escala nas paisagens e na vegetação permanece indefinido.

Nossos ancestrais se ajustaram às mudanças ambientais locais ao longo do tempo ou buscaram ambientes mais estáveis com diversos recursos alimentares? Nossa evolução humana foi mais influenciada por mudanças temporais no clima ou pelo caráter espacial do ambiente?

Para testar quantitativamente essas hipóteses fundamentais sobre a evolução e adaptação humana, a equipe de pesquisa usou uma compilação de mais de três mil espécimes fósseis humanos bem datados e sítios arqueológicos , representando seis espécies humanas diferentes, em combinação com simulações realistas de modelos de clima e vegetação, cobrindo últimos 3 milhões de anos.

Os cientistas concentraram suas análises em biomas – regiões geográficas caracterizadas por climas, plantas e comunidades animais semelhantes (por exemplo, savana, floresta tropical ou tundra).

“Para os sítios arqueológicos e antropológicos e as idades correspondentes, extraímos os tipos de biomas locais de nosso modelo de vegetação baseado no clima.

Isso revelou quais biomas eram favorecidos pelas espécies extintas de hominídeos H. ergaster, H. habilis, H. erectus, H. heidelbergensis e H. neanderthalensis e por nossos ancestrais diretos - H. sapiens”, disse Elke Zeller, Ph.D. estudante do IBS Center for Climate Physics na Pusan National University, Coréia do Sul, e principal autor do estudo.

De acordo com a análise, os cientistas descobriram que os primeiros grupos africanos preferiam viver em ambientes abertos, como pastagens e matagais secos. Migrando para a Eurásia há cerca de 1,8 milhão de anos, os hominídeos, como H. erectus e posteriormente H. heidelbergensis e H. neanderthalensis desenvolveram maior tolerância a outros biomas ao longo do tempo, incluindo florestas temperadas e boreais . “Para sobreviver como habitantes da floresta, esses grupos desenvolveram ferramentas de pedra mais avançadas e provavelmente também habilidades sociais “, disse o professor Pasquale Raia, da Università di Napoli Federico II, Itália, co-autor do estudo.

Localização das espécies de hominídeos. Sítios antropológicos e arqueológicos utilizados neste estudo, correspondente a H. habilis (A), H. ergaster (B), H. erectus (C), H. heidelbergensis (D), H. neanderthalensis (E) e H. sapiens (F). As estimativas de idade em ka (1000 anos atrás) são indicadas em sombreamento colorido

Linha do tempo da evolução e adaptação dos hominídeos a vários tipos de vegetação. Segundo o novo estudo da Science , a adaptação desempenhou um papel fundamental na expansão geográfica do nosso gênero Homo

Preferências de bioma por espécies de hominídeos. As preferências de bioma foram calculadas tomando uma média ponderada por idade das ocorrências do bioma no ponto da grade mais próximo do espécime de hominídeo: H. habilis (A), H. ergaster (B), H. erectus (C), H. heidelbergensis (D), H. neanderthalensis (E) e H. sapiens (F). Fóssil ocorrências com atribuições de espécies incertas são incluídas em seus respectivos agrupamentos de espécies. O número nas preferências de bioma representa megabiomas: 1, Floresta tropical; 2, Floresta temperada quente; 3, Floresta temperada; 4, Floresta boreal; 5, Savana e floresta seca; 6, Pastagens e matagais secos; 7, Deserto; 8, tundra seca; 9, Tundra; 10, Estéril; 11, Gelo. As abreviações na barra de cores são as seguintes: trop, tropical; temp, temperado; dezembro, decíduo; para, floresta

Preferências do bioma hominídeo por continente. Preferências de bioma para espécimes de hominídeos encontrados em África (A), Europa (B) e Ásia (C) e correspondentes preferências de bioma ao longo do tempo (D a F). Os continentes são definidos por fronteiras geopolíticas e as preferências de bioma foram calculadas tomando uma média ponderada por idade da ocorrência do bioma no ponto da grade mais próximo do espécime. As preferências de bioma ao longo do tempo foram calculadas tomando a média ponderada por idade, empilhando-a para todos os fósseis em cada ponto de tempo e normalizando os valores empilhados para 1. Os pontos acima das preferências do bioma ao longo do tempo representam as idades médias das descobertas.

Eventualmente, o H. sapiens surgiu há cerca de 200.000 anos na África, tornando-se rapidamente o mestre de todos os ofícios. Móveis, flexíveis e competitivos, nossos ancestrais diretos, ao contrário de qualquer outra espécie anterior, sobreviveram em ambientes hostis como desertos e tundras.

Ao analisar melhor as características preferenciais da paisagem, os cientistas descobriram um agrupamento significativo de locais de ocupação humana precoce em regiões com maior diversidade de biomas. “O que isso significa é que nossos ancestrais humanos gostavam de paisagens em mosaico, com uma grande variedade de recursos vegetais e animais nas proximidades”, disse o professor Axel Timmermann, co-autor do estudo e diretor do IBS Center for Climate Física na Coreia do Sul.

Os resultados indicam que a diversidade dos ecossistemas desempenhou um papel fundamental na evolução humana. Os autores demonstraram essa preferência por paisagens de mosaico pela primeira vez em escalas continentais e propõem uma nova hipótese de seleção de diversidade: as espécies de Homo, e H. sapiens, em particular, foram equipadas de maneira única para explorar biomas heterogêneos.

“Nossa análise mostra a importância crucial da paisagem e da diversidade vegetal como elemento seletivo para os seres humanos e como potencial condutor de desenvolvimentos socioculturais”, acrescenta Elke Zeller. Elucidando como as mudanças na vegetação moldaram o sustento humano, o novo estudo da Science oferece uma visão sem precedentes da pré-história humana e das estratégias de sobrevivência. As simulações de modelos de clima e vegetação, que abrangem a história da Terra nos últimos 3 milhões de anos, foram realizadas em um dos supercomputadores científicos mais rápidos da Coréia do Sul, chamado Aleph.

“A supercomputação agora está emergindo como uma ferramenta chave na biologia evolutiva e na antropologia”, disse Axel Timmermann.