使我们成为人类的饮食
随着早期人类从茂密的非洲森林传播到草原，他们对现成能源的需求使他们对草本植物产生了兴趣，尤其是谷物和隐藏在地下的淀粉类植物组织。 但达特茅斯领导的一项新研究表明，古人类在长出理想的牙齿之前就开始吃这些富含碳水化合物的食物。 该研究提供了人类行为驱动化石记录中的第一个证据，其中行为有益于生存在物理适应之前出现，这使得它更容易，研究人员报告在科学。 研究作者分析了古人类牙齿化石中因食用被称为禾本科植物（包括草和莎草）而留下的碳和氧同位素。 他们发现，远在牙齿进化到有效咀嚼它们之前，古代人类就倾向于食用这些植物。 直到70万年后，进化才终于以更长的形式赶上臼齿，就像那些让现代人轻松咀嚼坚韧的植物纤维的臼齿一样。 达特茅斯大学博士后研究员、该研究的主要作者卢克·范宁 （Luke Fannin） 说，研究结果表明，早期人类的成功源于他们尽管身体有限但仍能适应新环境的能力。 “我们可以肯定地说，古人类在行为方面非常灵活，这是它们的优势，”范宁说。 “作为人类学家，我们谈论行为和形态变化同步进化。 但我们发现，行为本身可能是一种进化力量，对古人类的形态和饮食轨迹产生重大影响。 达特茅斯大学查尔斯·汉森人类学教授、该研究的资深作者 纳撒尼尔·多米尼 （Nathaniel Dominy） 表示，同位素分析克服了确定导致新行为出现的因素的持久挑战——行为不会化石化。 “人类学家通常根据形态特征做出行为，但这些特征可能需要很长时间——五十万年或更长时间——才能出现在化石记录中，“多米尼说。 “但这些化学特征是食草的明显残余，与形态无关，”他说。 “他们显示出这种新颖的摄食行为与需要更长的臼齿来应对咀嚼和消化坚硬植物组织的物理挑战之间存在显着滞后。” 团队分析了各种古人类物种的牙齿，从人类的远亲南方古猿开始，以追踪不同部位的禾谷古猿的消费在数千年来的进展情况。 为了进行比较，他们还分析了大约同时生活的两种已灭绝灵长类动物的牙齿化石——被称为 theropith 的巨型陆生狒狒猴和称为 colobines 的小型食叶猴。 所有三个物种都远离了水果、花卉和昆虫研究人员报告说，在 340 万至 480 万年前，草和莎草。 尽管缺乏最适合食用这些坚硬植物的牙齿和消化系统，但情况仍然如此。 研究发现，直到 230 万年前， 古人类和这两种灵长类动物都表现出相似的植物饮食，当时古人类牙齿中的碳和氧同位素突然发生变化。 两种同位素比率的直线下降表明，当时的人类祖先鲁道夫人减少了对草和消耗了更多的缺氧水。 研究人员对这种激增提出了三种可能的解释，包括这些古人类比其他灵长类动物和稀树草原动物喝更多的水，或者它们突然采取了类似河马的生活方式，整天浸没在水中，晚上进食。 他们报告说，与早期人类行为最一致的解释是，后来的古人类定期接触地下植物器官，称为块茎、球茎和球茎。 在这些凸出的附属物中也发现了缺氧水，许多禾谷科动物用这些附属物来安全地储存大量碳水化合物，远离食草动物。 范宁说，从草到这些高能植物组织的转变对于一个种群数量和体型不断增长的物种来说是有意义的。 这些地下藏匿处数量丰富，比狩猎风险更小，为早期人类扩张的大脑提供了更多的营养。 已经采用石器，古代人类可以挖掘块茎、球茎和球茎，同时几乎没有面临来自其他动物的竞争。 “我们认为，这种向地下食品的转变是我们发展过程中的一个信号时刻，”范宁说。 “它造成了多年生的碳水化合物过剩——我们的祖先可以在一年中的任何时候获取它们来养活自己和他人。” 对古人类牙齿的测量表明，虽然它们持续变小——每 1,000 年缩小约 5%-- 研究人员报告说，臼齿长得更长了。 在古人类历史的大部分时间里，古人类向禾本科动物的饮食转变都超过了这种身体变化。 但研究发现，这个比例在大约200万年前发生了逆转，能活人和人，其牙齿的形状和大小表现出突发的变化，更适合吃煮熟的组织，比如烤块茎。 禾本科植物在许多生态系统中无处不在。 无论他们身在何处，古人类都能够最大限度地发挥多米尼说，这些植物的营养物质来自这些植物，因为它们的牙齿可以更有效地分解它们。 “人类学中最紧迫的问题之一是，古人类的做法与其他灵长类动物没有做的有什么不同？ 这项工作表明，利用草组织的能力可能是我们的秘诀，“多米尼说。 “即使是现在，我们的全球经济仍然依赖几种草——水稻、小麦、玉米和大麦，”他说。 “我们的祖先做了一些完全出乎意料的事情，改变了地球上物种历史的游戏。