Изменение климата привело к резкому сокращению популяции охотников-собирателей
Масштабное исследование ископаемых человеческих зубов из Европы ледникового периода показывает, что изменение климата существенно повлияло на демографию доисторических людей.
Используя крупнейший на сегодняшний день набор данных окаменелостей человека ледникового периода в Европе, международная исследовательская группа показывает, как доисторические охотники-собиратели справлялись с изменением климата в период от 47 000 до 7000 лет назад.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, численность популяции резко сократилась в самый холодный период, а на Западе европейцам ледникового периода даже грозило вымирание.
Ведущий исследователь Ханнес Ратманн из Центра эволюции человека и палеоэкологии имени Зенкенберга при Тюбингенском университете (Германия) в сотрудничестве с коллегами из Тюбингенского университета, Феррарского университета (Италия) и Нью-Йоркского университета разработал новый метод анализа окаменелостей на основе алгоритма машинного обучения.
Около 45 000 лет назад первые современные люди мигрировали в Европу во время последнего ледникового периода, ознаменовав начало так называемого верхнего палеолита. Эти ранние группы непрерывно заселяли европейский континент — даже во время так называемого последнего ледникового максимума около 25 000 лет назад, когда ледники покрывали большие части северной и центральной Европы.
«Археологи давно обсуждают влияние климатических изменений и связанных с ними новых условий окружающей среды на демографию охотников-собирателей того времени. Из-за ограниченного количества доступных ископаемых и их зачастую плохой молекулярной сохранности для анализа древней ДНК было очень сложно сделать выводы о влиянии климатических факторов на миграцию, рост, сокращение и вымирание популяции», — объясняет Ратманн.
Поэтому Ратманн вместе с исследовательской группой из Италии, США и Германии выбрал новый подход для прояснения этого вопроса: вместо того, чтобы анализировать немногочисленные разрозненные доисторические особи, для которых доступна древняя ДНК, группа исследовала их зубы. «Зубы являются самой твердой тканью в человеческом теле и поэтому являются наиболее распространенными ископаемыми элементами скелета, находимыми археологами.
«Это позволило нам собрать беспрецедентный набор данных, который значительно больше предыдущих наборов скелетных и генетических данных. Наша новая коллекция включает данные о зубах 450 доисторических людей со всей Европы, охватывающие период от 47 000 до 7000 лет назад», — объясняет Ратманн.
Исследователи сосредоточились на «морфологических» признаках зубов — небольших изменениях в зубном ряду, таких как количество и форма коронковых бугорков, узоры гребней и бороздок на жевательной поверхности или наличие или отсутствие зубов мудрости. «Эти признаки наследуются, что означает, что мы можем использовать их для отслеживания генетических связей среди людей ледникового периода, не требуя хорошо сохранившейся древней ДНК», — объясняет Ратманн.
Поскольку эти особенности можно наблюдать невооруженным глазом, команда также изучила сотни опубликованных фотографий окаменелостей. «Изучение исторических фотографий на предмет особенностей зубов было особенно захватывающим, поскольку это позволило нам включить важные окаменелости, которые, к сожалению, больше не существуют, например, те, которые были утеряны или уничтожены во время Второй мировой войны», — говорит Ратманн.
Результаты исследования показывают, что примерно от 47 000 до 28 000 лет назад — во время среднего пленигляциала — популяции Западной и Восточной Европы были генетически тесно связаны. «Это открытие согласуется с нашими предыдущими знаниями из археологических исследований, которые выявили широко распространенные сходства в каменных орудиях, охотничьем оружии и переносном искусстве из разных регионов», — объясняет соавтор исследования Джудит Бейер из Тюбингенского университета.
В этот период Европа в основном характеризовалась открытыми степными ландшафтами, которые могли поддерживать большие стада млекопитающих — основной источник пищи для охотников-собирателей. Эти условия, вероятно, способствовали взаимосвязи популяций.
В последующий период, поздний пленигляциал между 28 000 и 14 700 лет назад, исследователи не обнаружили генетических связей между Западной и Восточной Европой. Кроме того, анализы показывают, что в обоих регионах произошло значительное сокращение численности населения, что привело к потере генетического разнообразия.
«Эти резкие демографические изменения, вероятно, были вызваны масштабными изменениями климата: температуры в этот период упали до самых низких значений за весь верхний палеолит и достигли кульминации в период последнего ледникового максимума, когда ледяные щиты достигли наибольшей площади и покрыли большую часть северной и центральной Европы», — объясняет Ратманн. «Ухудшение климата привело к изменению растительности со степного на преимущественно тундровый ландшафт, что повлияло на среду обитания животных-жертв и, следовательно, на охотников-собирателей, которые зависели от них».
«Наши результаты подтверждают давнюю теорию о том, что популяции не только были вытеснены на юг наступающими ледниковыми щитами, но и разделились на в значительной степени изолированные убежища с более благоприятными условиями окружающей среды». Еще одним примечательным результатом исследования является открытие того, что популяции в Западной Европе вымерли при переходе от среднего к позднему пленигляциалу и были заменены новой популяцией, которая мигрировала из Восточной Европы», - добавил Бейер.
После позднего пленигляциала температура снова неуклонно росла, ледники отступали, и степная и лесная растительность возвращались, что позволило провести первую повторную колонизацию ранее заброшенных территорий. Исследовательская группа отметила, что в этот период ранее изолированные и значительно сократившиеся популяции в Западной и Восточной Европе снова начали расти в численности, а миграция между регионами возобновилась.
«Наш новый метод, основанный на алгоритме машинного обучения, который мы называем Pheno-ABC, впервые позволил нам реконструировать сложные доисторические демографические события с использованием морфологических данных. Насколько нам известно, это никогда ранее не удавалось», — говорит соавтор исследования Мария Тереза Виццари из Университета Феррары.
Новый аналитический инструмент позволяет определить наиболее вероятный демографический сценарий среди многих протестированных. По словам исследователей, метод Pheno-ABC может произвести революцию в анализе морфологии ископаемого скелета в будущем.
«Наше исследование дает важные сведения о демографической истории европейцев ледникового периода и подчеркивает глубокое влияние изменений климата и окружающей среды на жизнь доисторических людей. Мы должны срочно извлечь уроки из нашего прошлого, если хотим решать сложные экологические проблемы будущего», — резюмирует Ратманн.
Обсудим?
Смотрите также:
