科學家意外發現非洲“氣候蹺蹺板” 重新評估人類進化的現有氣候框架

雖然人們普遍認為,氣候變化推動了人類在非洲的進化,但對這種氣候變化的確切特徵及其影響卻不甚了解。冰川-間冰期循環強烈地影響着世界上許多地方的氣候變化模式,並被認為在過去約100萬年的人類進化的關鍵時期調節着非洲的環境變化。由這些冰川周期驅動的生態系統變化被認為刺激了早期人類的進化和擴散。

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本周發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一篇論文挑戰了這一觀點。Kaboth-Bahr博士和一個由多學科合作者組成的國際小組確定了古代類似厄爾尼諾的天氣模式是非洲重大氣候變化的驅動因素。這使得該小組能夠重新評估人類進化的現有氣候框架。

Kaboth-Bahr博士和她的同事們整合了來自整個非洲的11個氣候檔案,涵蓋了過去62萬年,以產生一個全面的空間圖景,說明何時何地的潮濕或乾燥條件在非洲大陸盛行。領導這項研究的Kaboth-Bahr博士解釋說:“我們驚訝地發現一個明顯的東西向氣候‘蹺蹺板’,非常類似於厄爾尼諾天氣現象產生的模式,今天它深刻地影響着非洲的降水分佈。”

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作者推斷,熱帶太平洋對所謂的“沃克環流”(Walker Circulation)的影響是這種“氣候蹺蹺板”的主要驅動力。“沃克環流”是赤道海洋表面因水溫的東西面差異而產生的一種緯圈熱力環流,影響熱帶地區的降雨和乾旱。數據清楚地表明,濕潤和乾燥地區在非洲大陸的東部和西部之間的時間尺度大約為10萬年,每次氣候轉變都伴隨着植物群和哺乳動物群的重大轉變。

Kaboth-Bahr博士解釋說:“這種乾燥和濕潤時期的交替似乎支配着非洲東部和西部的植被和哺乳動物的分散和演變。由此產生的環境影響可能也是人類進化和早期人口統計的一個重要組成部分。”

科學家們敏銳地指出,儘管氣候變化肯定不是驅動早期人類進化的唯一因素,但這項新研究還是為環境波動和我們早期祖先的起源之間的緊密聯繫提供了一個新的視角。

“我們看到許多泛非洲哺乳動物的物種,它們的分佈與我們確定的模式相吻合,它們的進化史似乎與非洲東部和西部之間的乾濕振蕩相銜接,”共同作者之一、德國馬克斯-普朗克人類歷史科學研究所的進化考古學家Eleanor Scerri博士補充道。“這些動物保留了人類進化環境的信號,看來我們的人類祖先可能也在整個非洲進行了類似的細分,因為他們受到了同樣的環境壓力。”

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生態區:不同生態區之間的過渡區域

科學家們的工作表明,在非洲東部和西部之間交替出現的類似“蹺蹺板”的降雨模式可能產生了至關重要的生態區–不同生態區之間的緩衝區,如草原和森林。

Kaboth-Bahr博士補充說:“生態區提供了多樣化、資源豐富和穩定的環境,被認為對早期現代人類很重要。它們似乎對其他動物群落當然也很重要。”

對科學家來說,這表明非洲的內陸地區可能對促進人口的長期連續性至關重要。Scerri博士說:“我們在整個非洲看到了我們物種早期成員的考古特徵,但創新來來去去,經常被重新發明,這表明我們的深層人口歷史看到了一個持續的鋸齒狀的當地人口增長和崩潰的模式。生態區可能為較長期的人口連續性提供了區域,確保更大的人類人口繼續下去,即使當地物種經常滅絕。”

“通過一個新的氣候框架重新評估這些停滯、變化和滅絕的模式將對人類的深層歷史產生新的見解,”Kaboth-Bahr博士說。“這並不意味着人們在面對氣候變化時束手無策,但棲息地可用性的變化肯定會影響人口統計的模式,並最終影響支撐人類進化的基因交流。”