Gabona az agy előtt – Az evolúciót megelőzte az éhség

A kutatás szerint a szénhidrátokban gazdag táplálék felé fordulás már 700 ezer évvel a hosszabb zápfogak megjelenése előtt megkezdődött. Ez arra utal, hogy az alkalmazkodást nem a biológiai fejlődés, hanem a viselkedésbeli újítások hajtották.

Ahogy az emberelődök Afrikában a sűrű erdőket elhagyták és a nyílt szavannák felé vették az irányt, gyors és megbízható energiaforrásokra volt szükségük. A füvek és a keményítőben gazdag föld alatti növényi részek (pl. gumók) éppen ezt biztosították.

A Dartmouth Egyetem kutatóinak új tanulmánya szerint a homininák jóval azelőtt elkezdték fogyasztani ezeket a növényeket, hogy fogaik alkalmazkodtak volna hozzájuk. Ez a fosszíliákon alapuló kutatás az első, amely konkrét bizonyítékot ad arra, amit a tudósok „viselkedési hajtóerőnek” (behavioral drive) neveznek – amikor egy túlélést segítő viselkedés megelőzi a testi változást.

A kutatók homininák megkövesedett fogait vizsgálták, különös tekintettel a szén- és oxigénizotópokra, amelyek a graminoidok (füvek, sások) fogyasztása után maradnak vissza. Az eredmények azt mutatják, hogy ezek az ősemberfélék jóval korábban tértek át a füves táplálékra, mint hogy zápfogaik képesek lettek volna azt hatékonyan feldolgozni.

A hosszabb zápfogak – amilyenek a modern embernél is megtalálhatók – csak 700 ezer évvel később alakultak ki, pedig ezek sokkal alkalmasabbak a rostos növényi anyagok megrágására.

„Biztosan kijelenthetjük, hogy a homininák viselkedés szempontjából igen rugalmasak voltak – ez volt az előnyük” – mondta Luke Fannin, a tanulmány vezető szerzője.

Fannin szerint az ősemberek sikere abban rejlett, hogy fizikai adottságaik ellenére is képesek voltak alkalmazkodni új környezetükhöz.

„Antropológusként gyakran feltételezzük, hogy a viselkedési és anatómiai változások kéz a kézben járnak. De úgy tűnik, a viselkedés önmagában is evolúciós erő lehet, amely hatással van a faj testi és étrendi fejlődési irányára.”

A tanulmány szenior szerzője, Nathaniel Dominy (a Dartmouth antropológusa) szerint az izotópelemzés segít áthidalni azt az örök dilemmát, hogy a viselkedés nem fosszilizálódik.

„A morfológiai jellemzők alapján próbáljuk visszakövetkeztetni az ősi viselkedésre, de ezek a testi változások akár félmillió évbe is beletelhetnek” – magyarázza Dominy.

„Az izotópos lenyomat viszont félreérthetetlen bizonyíték a fűfogyasztásra, függetlenül a fogak formájától. Azt is megmutatja, hogy az új táplálkozási forma és a hozzá illeszkedő fogak kialakulása között jelentős időbeli eltolódás volt.”

A kutatók több hominin faj fogait elemezték, köztük az Australopithecus afarensis egyedeit, hogy feltérképezzék, hogyan változott a graminoid-növények (pl. fű, sás) különböző részeinek fogyasztása az idők során. Összehasonlításképpen elemezték két kihalt főemlősfaj – a hatalmas, szárazföldi theropithecus majmok és a kis testű, levélevő kolobuszmajmok – fogait is.

A három faj 3,4–4,8 millió évvel ezelőtt egyaránt áttért a gyümölcsökről, virágokról és rovarokról a füvekre és sásokra – annak ellenére, hogy fogaik és emésztőrendszerük még nem volt megfelelő a keményebb növényi részekhez.

A tanulmány szerint 2,3 millió évvel ezelőtt az emberelődök (valószínűleg a Homo rudolfensis) étrendje hirtelen megváltozott: a fogakban lévő szén- és oxigénizotópok mennyisége drasztikusan lecsökkent. Ez azt jelenti, hogy kevesebb füvet fogyasztottak, és több oxigénszegény vizet ittak.

1. Több vizet fogyasztottak, mint más főemlősök.

2. A vízben töltötték napjaikat, mint a vízilovak.

3. Vagy egyszerűen föld alatti növényi szervekre – például gumókra és hagymákra – tértek át, amelyek szintén oxigénszegény víztartalmúak.

Ez utóbbi illik leginkább ahhoz, amit az emberi evolúcióról tudunk.

A füvekről való átállás ezekre a nagy energiatartalmú, föld alatti növényi részekre logikus lépés volt egyre nagyobb testű és népesedő populációk számára – mondja Fannin. Ezek a gumók nemcsak biztonságosabb táplálékot jelentettek, mint a vadászat, hanem több tápanyagot is biztosítottak az egyre nagyobb agyú emberelődöknek.

A kőeszközök már ekkor rendelkezésre álltak, így ezekkel kiáshatták a tápláló föld alatti raktárakat, amelyekhez más állatok nem tudtak hozzáférni.

„Úgy gondoljuk, ez a váltás kulcsmomentum volt evolúciónkban” – fogalmazott Fannin. „Többé nem voltunk a szezonalitás rabjai – ez az étrend egész évben biztosította a túléléshez szükséges energiát.”

A fogmérések szerint az emberi fogak fokozatosan kisebbek lettek – minden ezer évben körülbelül 5%-kal –, miközben a zápfogak hossza nőtt. A graminoidokhoz való alkalmazkodás tehát jóval gyorsabban haladt viselkedési szinten, mint ahogy a test képes volt követni.

Körülbelül 2 millió évvel ezelőtt azonban – a Homo habilis és a Homo ergaster idején – ez megváltozott: fogaik formája és mérete hirtelen olyan irányba változott, ami már a főzött ételek, például sült gumók fogyasztásához is jobban alkalmazkodott.

A graminoidok mindenütt jelen voltak a világ ökoszisztémáiban – és ahol ott voltak, a homininák hasznot tudtak húzni belőlük, ahogy fogazatuk egyre hatékonyabbá vált ezek lebontására.

„Az egyik legnagyobb kérdés az antropológiában, hogy mi volt az a fordulópont, ami az embert megkülönböztette más főemlősöktől?” – mondja Dominy.

„Ez a kutatás azt mutatja, hogy a fűfélék hasznosítása lehetett az emberiség titkos receptje.”

„Még ma is a világgazdaság néhány fűféle köré épül: rizs, búza, kukorica, árpa. Őseink valami olyat tettek, amire senki nem számított – és ezzel megfordították a fajok történetének menetét a Földön.”