Los investigadores examinaron los sedimentos de los lagos de la Garganta de Olduvai, en el norte de Tanzania, en busca de biomarcadores -moléculas fósiles- de antiguos árboles y pastos. 

Fuente: Penn State University| 24 de diciembre de 2012 (Traducción: G.C.C. para Terrae Antiqvae)

Una serie de rápidos cambios ambientales en el este de África, hace aproximadamente unos 2 millones de años, pudo ser responsable de impulsar la evolución humana, según investigadores de la Penn State University y de la Rutgers University.

"El paisaje que los primeros seres humanos habitaban fue cambiando rápidamente hacia atrás y hacia adelante entre un bosque cerrado y un pastizal abierto, alrededor de unas cinco o seis veces durante un período de 200.000 años", dijo Clayton Magill (izquierda), estudiante graduado en Geociencias en la Penn State. "Estos cambios se sucedieron muy abruptamente, con cada transición ocurriendo desde cientos de miles a unos pocos miles de años".

                                                                                       
Según Katherine Freeman (derecha) profesora de Geociencias en la Penn State, la hipótesis principal actual sugiere que los cambios evolutivos en los seres humanos durante el período que el equipo investigó estuvieron relacionados con un cambio largo y constante del medio ambiente o incluso con un gran cambio del clima.

"Existe la opinión de que este tiempo en África fue la 'Gran desertización', cuando el entorno se secó lentamente durante 3 millones de años", dijo. "Sin embargo, nuestros datos muestran que no fue un gran avance hacia la desertización; el ambiente era muy variable".

Según Magill, muchos antropólogos creen que la variabilidad de las experiencias puede desencadenar el desarrollo cognitivo.

"Los primeros humanos pasaron de tener árboles disponibles a tener sólo pastos en únicamente de 10 a 100 generaciones, y su dieta habría tenido que cambiar en respuesta a ello", dijo.

"Los cambios en la disponibilidad de alimentos, el tipo de los mismos, o la manera de conseguirlos, pueden desencadenar mecanismos evolutivos para hacer frente a esos cambios. El resultado puede ser un aumento del tamaño del cerebro y la cognición, cambios en la locomoción e incluso cambios sociales, es decir, en la forma de interactuar con otros en grupo. Nuestros datos son consistentes con esta hipótesis. Demostramos que el entorno ambiental cambió drásticamente en un corto período de tiempo, y esta variabilidad coincide con un período importante en nuestra evolución humana, cuando el género 'Homo' se estableció y cuando se produjo la primera evidencia del uso de herramientas".

Los investigadores -incluyendo a Gail Ashley (izquierda), profesora de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Rutgers University- examinaron los sedimentos del lago de la Garganta de Olduvai, en el norte de Tanzania. Quitaron la materia orgánica que había por lavado o porque fue transportada por el viento hasta el lago desde la vegetación circundante, así como microbios y otros organismos de los sedimentos de hace 2 millones de años. En particular, se observaron biomarcadores -moléculas fósiles de antiguos organismos- de la capa cerosa de las hojas de las plantas.

"Nos fijamos en las ceras de las hojas porque son duras, sobreviven bien en el sedimento", dijo Freeman.

El equipo utilizó cromatografía de gases y espectrometría de masas para determinar la abundancia relativa de las diferentes ceras en las hojas y la abundancia de isótopos de carbono para diferenciarlas. Los datos les permitieron reconstruir los tipos de vegetación presentes en el área de la Garganta de Olduvai en intervalos de tiempo muy específicos.

Los resultados mostraron que el entorno cambiaba rápidamente hacia atrás y hacia adelante entre un bosque bosque cerrado y un pastizal abierto.

Foto: Paranthropus en un ambiente de sabana. 

Para averiguar qué causó esta rápida transición, los investigadores utilizaron modelos estadísticos y matemáticos para correlacionar los cambios que veían en el medio ambiente con otras cosas que pudieron haber estado ocurriendo en esos momentos, incluidos los cambios en el movimiento de la Tierra y los cambios en las temperaturas superficiales de los océanos.

"La órbita de la Tierra alrededor del Sol cambia lentamente con el tiempo", dice Freeman. "Estos cambios estaban ligados al clima local en la Garganta de Olduvai a través de cambios en el sistema monzónico de África. Ligeras alteraciones en la cantidad de luz solar cambia la intensidad de la circulación atmosférica y el abastecimiento de agua. Los patrones de lluvia que impulsan las conductas de las plantas siguen esta circulación del monzón. Encontramos una correlación entre los cambios en el medio ambiente y el movimiento planetario".

El equipo también halló una correlación entre los cambios en el medio ambiente y la temperatura superficial del mar en los trópicos.

"Encontramos mecanismos complementarios de refuerzo: uno es la forma de las órbitas de la Tierra, y el otro es la variación de la temperatura de los océanos que rodean África", dijo Freeman.

Los investigadores publicaron recientemente sus resultados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), junto con otro artículo en la misma edición que se basa en estos resultados. El segundo trabajo muestra que la precipitación de lluvia fue mayor cuando había árboles alrededor y menor cuando había pastizales.

"La investigación apunta a la importancia del agua en un paisaje árido como África", dijo Magill. "Las plantas están tan íntimamente ligadas al agua que si tienen escasez por lo general conducen a la inseguridad alimentaria".

"Juntos, estos dos artículos arrojan luz sobre la evolución humana, porque ahora tenemos un punto de vista adaptativo. Entendemos, por lo menos en una primera aproximación, qué tipo de condiciones fueron frecuentes en esa zona, y mostramos que los cambios en la alimentación y el agua estuvieron vinculados a los principales cambios evolutivos".

La National Science Foundation financió esta investigación.