Padang rumput berhutan tumbuh subur di Afrika 21 juta tahun yang lalu – penelitian baru memaksa pemikiran ulang tentang evolusi kera

Evolusi manusia terkait erat dengan lingkungan dan lanskap Afrika, Di mana nenek moyang kita pertama kali muncul.

Menurut narasi ilmiah tradisional, Afrika pernah menjadi hutan hijau yang luas yang membentang dari pantai ke pantai. Di habitat subur inilah, sekitar 21 juta tahun lalu, nenek moyang kera dan manusia purba pertama kali mengembangkan sifat—termasuk postur tegak—yang membedakan mereka dari sepupu kera mereka.

Tapi kemudian, ceritanya, iklim global mendingin dan mengering, dan hutan mulai menyusut. Sekitar 10 juta tahun yang lalu, rerumputan dan semak yang lebih mampu menahan kondisi yang semakin kering mulai mengambil alih Afrika Timur, menggantikan hutan. Hominin awal, nenek moyang kita yang jauh, berkelana dari sisa-sisa hutan yang merupakan rumah bagi sabana yang tertutup rumput. Idenya adalah ekosistem baru ini mendorong perubahan mendasar dalam garis keturunan kita: kita menjadi bipedal.

Untuk waktu yang lama, para peneliti telah Menghubungkan perluasan rangelands di Afrika Untuk evolusi banyak sifat manusia, termasuk bipedalisme, penggunaan alat, dan berburu.

Terlepas dari pentingnya teori ini, semakin banyak bukti dari penelitian paleontologis dan paleoklimatologis melemahkannya. dalam dua makalah modernKami memiliki tim multidisiplin dari Kenya, Uganda, dan Eropa Dan Amerika Ilmuwan Sudah waktunya untuk membuang versi cerita evolusi ini, simpulnya.

Satu dekade yang lalu, kami memulai apa yang pada saat itu merupakan eksperimen unik dalam paleoantropologi: beberapa tim peneliti independen bergabung bersama untuk membangun perspektif regional tentang evolusi dan diversifikasi kera purba. Proyek tersebut, yang disebut REACHE, kependekan dari Research on Catarrhine in East Africa and Hominoid Evolution, didasarkan pada premis bahwa kesimpulan yang ditarik dari bukti di banyak situs akan lebih kuat daripada penjelasan dari masing-masing situs fosil. Kami bertanya-tanya apakah para peneliti sebelumnya merindukan hutan demi pohon.

Monyet di Uganda 21 juta tahun yang lalu

Berdasarkan gaya hidup kera yang hidup saat ini, para ilmuwan berhipotesis bahwa kera pertama berevolusi di hutan lebat, Di mana mereka berhasil memakan buah-buahanBerkat beberapa inovasi anatomi utama.

Monyet memiliki punggung yang stabil dan tegak. Setelah punggung vertikal, Monyet tidak lagi harus berjalan di atas dahan kecil seperti monyet. Sebagai gantinya, dia dapat memegang berbagai cabang dengan tangan dan kakinya, mendistribusikan massa tubuhnya ke berbagai penyangga. Monyet bahkan dapat bergelantung di bawah dahan, sehingga kecil kemungkinannya untuk kehilangan keseimbangan. Dengan cara ini, mereka dapat mengakses buah-buahan yang tumbuh di tepi tajuk pohon yang mungkin hanya tersedia untuk spesies yang lebih kecil.

Tapi apakah skenario ini berlaku untuk kera pertama? Situs berusia 21 juta tahun di Moroto, Uganda, telah menjadi tempat yang ideal untuk menyelidiki pertanyaan ini. Tim REACHE kami telah menemukan gigi dan sisa-sisa lainnya milik Morotopithecus, ilmuwan kera tertua telah menemukan fosil tengkorak, gigi, dan bagian kerangka lainnya.

Tulang bersilang khususnya membantu kami memahami bagaimana spesies ini bergerak. Tulang belakang bagian bawah yang ditemukan beberapa dekade lalu yang disponsori oleh Museum Nasional Uganda telah ditemukan Lampiran tulang dari otot-otot punggungmenunjukkan bahwa Morotopithecus memiliki punggung bawah yang kaku, yang bagus untuk memanjat pohon secara tegak.

Penemuan kami sendiri menegaskan perilaku pendakian ini dengan cara yang penting. Di Moroto kami menemukan tulang paha kera yang pendek tapi kuat dengan batang yang sangat tebal. Jenis tulang ini adalah ciri khas kera hidup dan membantu mereka memanjat pohon berbatang vertikal ke atas dan ke bawah.

Meskipun kedua fosil kerangka konsisten dengan hipotesis kera pemakan buah dan penghuni hutan, Kami menemukan sesuatu yang luar biasa Saat kami menemukan sepotong rahang bawah monyet di lapisan penggalian yang sama. Gerahamnya memanjang, dengan lambang sternum yang berkembang dengan baik di antara katup. Tonjolan ini ideal untuk mengiris daun tetapi berbeda dari tepi pemakan buah yang rendah, bulat, dan remuk gigi. Jika adaptasi kerangka kera berevolusi di hutan untuk membantu mengeksploitasi buah, mengapa kera paling awal yang menunjukkan ciri alat gerak ini memiliki gigi seperti gigi pemakan daun?

Perbedaan antara bukti kami dan narasi tradisional tentang asal usul kera telah membuat kami mempertanyakan asumsi lain: apakah Morotopithecus hidup di lingkungan hutan?

Lingkungan di Moroto

Untuk mengetahui habitat Morotopithecus, kami mempelajari kimia tanah fosil – disebut paleosol – dan sisa-sisa tanaman mikroskopis yang dikandungnya untuk merekonstruksi iklim dan vegetasi kuno Moroto.

Pohon dan sebagian besar semak dan rerumputan nontropis diklasifikasikan sebagai tanaman C₃, berdasarkan jenis fotosintesis yang mereka lakukan. Tumbuhan tropis, yang bergantung pada sistem fotosintesis yang berbeda, dikenal sebagai tumbuhan C₄. Yang penting, tanaman C₃ dan C₄ memiliki rasio karbon yang berbeda isotop Ini berarti bahwa rasio isotop karbon yang diawetkan dalam paleosol dapat memberi tahu kita komposisi vegetasi purba.

Kami mengukur tiga penanda isotop karbon yang berbeda, masing-masing menawarkan perspektif yang berbeda pada komunitas tanaman: karbon yang dihasilkan oleh dekomposisi tanaman dan mikroba tanah; karbon yang diperoleh dari lilin tumbuhan; Nodul kalsium karbonat terbentuk di tanah melalui penguapan.

Meskipun masing-masing agen memberi kami nilai yang sedikit berbeda, Mereka menyatu menjadi satu cerita yang luar biasa. Moroto bukanlah habitat hutan tertutup melainkan lingkungan hutan yang relatif terbuka. Terlebih lagi, kami menemukan bukti biomassa tanaman C₄ yang melimpah – rumput tropis.

Penemuan ini adalah wahyu. C₄ rumput kehilangan lebih sedikit air selama fotosintesis daripada C₃ pohon dan semak. Saat ini, ekosistem sabana kering musiman didominasi oleh rumput C₄ Mencakup lebih dari separuh Afrika. Tetapi para ilmuwan tidak mengira tingkat biomassa C₄ yang kami ukur di Moroto berevolusi di Afrika hingga 10 juta tahun yang lalu. Data kami menunjukkan bahwa itu terjadi dua kali di masa lalu, 21 juta tahun yang lalu.

Rekan-rekan kami Caroline StrombergAlice Novello W Rahab Kinyangwe Gunakan bukti lain untuk mengkonfirmasi kelimpahan rumput C₄ di Moroto. Mereka menganalisis bebatuan tumbuhan, badan silika kecil yang dibuat oleh sel tumbuhan, diawetkan dalam butiran kuno. Hasilnya mendukung lingkungan hutan terbuka dan padang rumput berhutan untuk waktu dan tempat ini.

Secara keseluruhan, bukti ini secara dramatis bertentangan dengan pandangan tradisional tentang asal usul kera—bahwa kera berevolusi dengan batang tegak untuk meraih buah di kanopi hutan. Sebaliknya, Morotopithecus, kera tertua yang dikenal dengan gerak tegak, mengkonsumsi daun dan menghuni hutan terbuka dengan area berumput.

Pandangan regional baru tentang habitat kera purba

Melalui proyek REACHE, kami menerapkan pendekatan yang sama untuk rekonstruksi habitat di delapan situs fosil lainnya di Kenya dan Uganda, dengan rentang usia sekitar 16 juta hingga 21 juta tahun. Bagaimanapun, Morotopithecus hanyalah salah satu dari beberapa monyet yang hidup selama periode ini.

Yang mengejutkan kami, kami menemukan bahwa sinyal lingkungan yang diukur di Moroto tidaklah unik. Sebaliknya, itu adalah bagian dari pola yang lebih luas di Afrika Timur selama ini.

Proksi isotop kami di setiap situs fosil berkontribusi pada dua penemuan penting. Pertama, jenis vegetasi berkisar dari hutan kanopi tertutup hingga padang rumput berhutan terbuka. Dan kedua, setiap lokasi memiliki campuran vegetasi C₃ dan C₄, dengan beberapa lokasi memiliki persentase biomassa rumput C₄ yang tinggi. Fitolit dari paleosol yang sama menegaskan lagi bahwa rumput C₄ yang melimpah terdapat di banyak lokasi.

Kesadaran bahwa keragaman lingkungan seperti itu, terutama habitat terbuka yang mengandung rumput C₄, telah ada sejak awal kera memaksa evaluasi ulang tidak hanya evolusi kera tetapi juga manusia dan mamalia Afrika lainnya. Meskipun beberapa penelitian telah menyarankan bahwa keanekaragaman habitat seperti itu ada di seluruh Afrika, proyek kami dapat memastikan hal ini, berkali-kali, dalam habitat yang sama yang ditempati oleh kera purba dan fauna modern mereka.

Karena waktu perakitan habitat padang rumput di Afrika mendasari banyak hipotesis evolusi, temuan kami bahwa mereka ada jauh lebih awal dari yang diharapkan mengundang kalibrasi ulang dari ide-ide ini.

Dalam hal asal-usul manusia, penelitian kami menambah bukti bahwa perbedaan kita dari kera—dalam hal anatomi, ekologi, dan perilaku—tidak dapat dijelaskan hanya dengan munculnya habitat padang rumput. Namun, kami mengingatkan diri sendiri dengan hati-hati bahwa evolusi hominin berlangsung selama jutaan tahun. Padang rumput Afrika yang luas dan megah hampir pasti memainkan peran penting dalam beberapa dari banyak langkah di sepanjang jalan untuk menjadi manusia.