《科学》杂志：研究揭示过去300万年里人类对不同生物群落的适应性 _科学

艺术家插图。根据韩国和意大利科学家团队在《科学》杂志上发表的一项新研究，早期人类非常喜欢这样的环境。Credit: Institute for Basic Science
据基础科学研究所：一个国际团队在《科学》杂志上发表的一项新研究发现，早期人类物种适应了马赛克景观和多样化的食物资源，这可能增加了我们祖先对过去气候变化的适应力。
我们的人类在过去的300万年里进化了——这是一个温暖/寒冷气候波动增加的时期。早期人类物种如何适应极端气候、冰河期以及景观和植被大规模变化的加剧，仍然难以捉摸。随着时间的推移，我们的祖先是否适应了当地的环境变化，或者他们是否寻找到了更稳定的食物资源丰富的环境？我们人类的进化是受气候的时间变化影响更大，还是受环境的空间特征影响更大？
为了定量地测试这些关于人类进化和适应的基本假设，研究小组使用了超过三千个年代久远的人类化石标本和考古遗址的汇编，代表了六个不同的人类物种，结合现实的气候和植被模型模拟，涵盖了过去300万年。科学家们将他们的分析集中在生物群落上——以相似的气候、植物和动物群落为特征的地理区域(例如，稀树草原、雨林或苔原) 。
“对于考古和人类学遗址以及相应的年代，我们从气候驱动的植被模型中提取了当地的生物群落类型。这项研究揭示了灭绝的人类物种H. ergaster、H. habilis、H. erectus、H. heidelbergensis和H. neanderthalensis以及我们的直接祖先——智人——喜欢哪些生物群落，”韩国釜山国立大学IBS气候物理中心的博士生、该研究的第一作者Elke Zeller说。

人类进化和适应各种植被类型的时间表。根据《新科学》的研究，适应在我们人类的地理扩张中发挥了关键作用。Credit: Elke Zeller. This work includes adapted images from HCRP-UR501 and Sangiran 17 by Gerbil, Bodo by Ryan Somma, and Daka Homo by Cretan used under CC BY 3.0 and DNH-134 from Herries, A.I.R. et al. Science 2020.
根据他们的分析，科学家们发现早期的非洲群体更喜欢生活在开阔的环境中，如草原和干燥的灌木丛。大约180万年前，直立人以及后来的海德堡人和尼安德特人迁移到欧亚大陆，随着时间的推移，他们对其他生物群落，包括温带和北方森林，有了更高的耐受性。
“为了以森林居民的身份生存，这些群体发展了更先进的石器工具，可能还发展了社交技能，”意大利那不勒斯费德里科第二大学的Pasquale Raia教授说，他是该研究的合著者。最终，大约20万年前，智人在非洲出现，并迅速成为所有行业的大师。不像以前的任何其他物种，我们的直系祖先灵活机动，富有竞争力，在沙漠和苔原等恶劣环境中生存下来。
当进一步研究首选的景观特征时，科学家们在生物群落多样性增加的地区发现了早期人类居住遗址的显著集群。“这意味着我们的人类祖先喜欢马赛克景观，附近有各种各样的植物和动物资源，”该研究的合著者、韩国IBS气候物理中心主任Axel Timmermann教授说。结果表明，生态系统多样性在人类进化中发挥了关键作用。
作者首次在大陆范围内证明了这种对镶嵌景观的偏好，并提出了一个新的多样性选择假说:人属物种，特别是智人，具有利用异质生物群落的独特能力。
Elke Zeller补充说:“我们的分析表明，景观和植物多样性作为人类的选择因素和社会文化发展的潜在驱动力至关重要。”这项新的科学研究阐明了植被变迁如何塑造了人类的食物，为人类史前史和生存策略提供了一个前所未有的视角。
气候和植被模型模拟涵盖了地球过去300万年的历史，是在韩国最快的超级科学计算机Aleph上进行的。“超级计算现在正成为进化生物学和人类学的关键工具，”阿克塞尔·蒂默曼说。
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据科学网（小柯机器人）：近日，韩国基础科学研究所Elke Zeller等研究人员揭示过去300万年里人类对不同生物群落的适应性。相关论文于2023年5月12日发表在《科学》杂志上。
为了研究植被和生态系统多样性对人类适应和迁移的作用，研究人员利用一个为期300万年的地球系统-生物组模型的瞬时模拟和一个广泛的人类化石和考古数据库来确定了过去人类的栖息地偏好。分析表明，早期非洲人主要生活在开放的环境中，如草原和干燥的灌木丛。迁移到欧亚大陆后，随着时间的推移，人类适应了更广泛的生物群落。
通过将人类遗址的位置和年龄与相应的模拟区域生物群落联系起来，研究人员还发现人类的祖先积极选择了空间上的多样化环境。定量的结果导致了一个新的多样性假设：人类物种，特别是智人，特别具有能力来适应景观的镶嵌。