Ambiente irregular pode ser a chave para a evolução humana

Em Olduvai Gorge, onde escavações ajudaram a confirmar África como berço da humanidade, os cientistas agora descobriram que a paisagem outrora oscilou rapidamente, orientando provavelmente a evolução humana inicial. Estas descobertas sugerem que os principais desenvolvimentos mentais dentro da linhagem humana podem ter sido associados a um ambiente altamente variável, defendem os pesquisadores.

Olduvai Gorge é um numa ravina na margem oriental do Planalto do Serengeti, no norte da Tanzânia, que contém fósseis de hominídeos - membros da linhagem humana. Escavações em Olduvai Gorge por Louis e Mary Leakey em meados dos anos 1950 ajudaram a estabelecer a origem Africana da humanidade.

Para saber mais sobre as raízes da humanidade, os cientistas analisaram amostras de ceras foliares preservadas em sedimentos lacustres no desfiladeiro de Olduvai, identificando quais as plantas que dominaram o ambiente local há aproximadamente 2 milhões de anos atrás. Esta foi a altura em que o Homo Erectus, um ancestral direto dos humanos modernos que usavam ferramentas de pedra relativamente avançadas, apareceu.

Após quatro anos de trabalho, os pesquisadores concentraram-se em isótopos de carbono - os átomos do mesmo elemento com diferentes números de neutrões - nas amostras, que podem revelar que plantas reinavam numa área. As gramíneas que dominam as savanas fazem uma espécie de fotossíntese que envolve tanto o carbono-12 normal como o mais pesado do carbono-13, enquanto as árvores e arbustos dependem de um tipo de fotossíntese que prefere carbono-12. (Em átomos de carbono-12 cada um possui seis neutrões, enquanto os átomos de carbono-13 têm sete)

Os cientistas há muito tempo pensavam que a África passou por um período de secura que aumentou gradualmente - a chamada Grande Seca - há mais de 3 milhões de anos, ou talvez uma mudança grande no clima que favoreceu a expansão das pastagens em todo o continente, influenciando a evolução humana. No entanto, a nova pesquisa, revelou "fortes evidências de mudanças dramáticas em todo o ecossistema de savana Africana, na qual as paisagens de pastagem aberta transitaram para florestas fechadas ao longo de vários milhares de anos", disse o pesquisador Clayton Magill, biogeoquímico da Pennsylvania State University.

Os investigadores também construíram um registo altamente detalhado da história da água em Olduvai, analisando proporções de isótopos de hidrogénio em ceras vegetais e outros compostos em sedimentos de lagos próximos. Estes resultados suportam os dados de isótopos de carbono, sugerindo as flutuações na região, com períodos de seca dominadas por pastagens e períodos húmidos caracterizadas por extensões de cobertura lenhosa.

Modelos estatísticos e matemáticos da equipa de pesquisa vinculam as mudanças observadas com outros eventos da época, tais como alterações no movimento do planeta. "A órbita da Terra em torno do Sol muda lentamente com o tempo", disse Freeman. "Essas mudanças estavam ligadas ao clima local em Olduvai Gorge através de alterações no sistema de monções na África."

A órbita da Terra em torno do Sol pode variar ao longo do tempo numa série de maneiras - por exemplo, a órbita da Terra em torno do Sol pode crescer mais ou menos circular ao longo do tempo, e a rotação do eixo da Terra em relação ao plano equatorial do Sol também pode inclinar para trás e para frente. Isso altera a quantidade de luz solar que a Terra recebe, a energia que impulsiona a atmosfera da Terra. 

A equipa também descobriu ligações entre mudanças em Olduvai e as temperaturas da superfície do mar nos trópicos. Essas descobertas agora lançam luz sobre as alterações ambientais pelas quais os ancestrais dos humanos modernos passaram, facto que os pode ter obrigado a adaptar-se de forma a sobreviver e prosperar.

"Os primeiros humanos passaram de ter árvores disponíveis para ter gramíneas apenas disponíveis em apenas 10 a 100 gerações, e as suas dietas teriam de mudar em resposta", disse Magill. "As mudanças na disponibilidade de alimentos, no tipo de alimento, ou na maneira como você come o alimento pode desencadear mecanismos evolutivos para lidar com essas mudanças O resultado pode ser o aumento do tamanho do cérebro e da cognição, alterações na locomoção e até mesmo mudanças sociais - Forma como você interage com outras pessoas num grupo".

Esta variabilidade no ambiente coincidiu com um período fundamental na evolução humana ", quando o género Homo foi estabelecido pela primeira vez e quando se descobriu a primeira evidência do uso de ferramentas", disse Magill. Os pesquisadores agora esperam para examinar as mudanças de Olduvai não apenas ao longo do tempo, mas no espaço, o que poderia ajudar a lançar luz sobre aspectos da evolução dos primeiros humanos, tais como padrões de forrageamento. Magill, Freeman e a sua colega Ashley Gail detalharam as suas descobertas online a 24 de dezembro em dois artigos na revista Proceedings.