Изменения в рационе повлияли на эволюцию зубов у древних людей

Исследователи обнаружили, что зубы гомининов, особенно коренные, стали меньше и длиннее за тысячелетия, чтобы адаптироваться к рациону, богатому жесткими травами и их подземными запасающими органами. Переход к травам начался около 3,8 млн лет назад у далекого предка человека — австралопитека афарского (слева). Около 2,3 млн лет назад ранний человек Homo rudolfensis (в центре) получил регулярный доступ к богатым углеводами подземным органам растений, таким как клубни и луковицы. Однако эволюция зубов отставала от этого сдвига в питании до примерно 2 млн лет назад, когда у видов вроде Homo ergaster (справа) произошел скачок в изменении размера и формы зубов, лучше приспособленных для пережевывания приготовленных растительных тканей. Авторы изображений: слева направо: Public domain; Don Hitchcock; Fernando Losada Rodríguez (повернуто)

По мере того как древние люди расселялись из африканских лесов в саванны, их потребность в доступных источниках энергии привела к развитию вкуса к травам, особенно злакам и крахмалистым подземным частям растений.

Новое исследование, проведенное учеными из Дартмутского колледжа, показывает, что гоминины начали употреблять эти богатые углеводами продукты еще до того, как у них появились идеальные зубы для этого. Работа впервые предоставляет доказательства из палеонтологической летописи о «поведенческом драйве» — когда полезные для выживания действия появляются раньше физических адаптаций, облегчающих их. Результаты опубликованы в журнале Science.

Авторы проанализировали окаменелые зубы гомининов на содержание изотопов углерода и кислорода, которые остаются после употребления злаков и осок. Оказалось, что древние люди начали активно питаться этими растениями гораздо раньше, чем их зубы эволюционировали для эффективного пережевывания. Лишь 700 000 лет спустя эволюция «догнала» поведение, подарив гомининам более длинные коренные зубы, подобные тем, что позволяют современным людям легко пережевывать жесткие растительные волокна.

«Мы можем точно сказать, что гоминины были весьма гибкими в поведении, и это было их преимуществом», — говорит Люк Фаннин, ведущий автор исследования. «Как антропологи, мы часто говорим, что поведенческие и морфологические изменения идут рука об руку. Но мы обнаружили, что поведение само по себе может быть движущей силой эволюции».

Исследование также показало, что около 2,3 млн лет назад у Homo rudolfensis произошел резкий сдвиг в питании — они стали потреблять меньше трав и больше подземных органов растений, таких как клубни и луковицы. Это могло быть связано с их растущими размерами тела и мозга, которым требовалось больше энергии.

«Мы предполагаем, что этот переход к подземной пище стал ключевым моментом в нашей эволюции», — отмечает Фаннин. «Он создал постоянный источник углеводов — наши предки могли получать их в любое время года».

Интересно, что другие приматы, такие как гигантские наземные бабуины (теропитеки) и мелкие листоядные обезьяны (колобины), также перешли на питание травами, но не смогли развить столь же эффективные стратегии их употребления, как гоминины.

«Один из главных вопросов антропологии — что делали гоминины иначе, чем другие приматы? Эта работа показывает, что способность усваивать ткани трав могла быть нашим секретным оружием», — говорит соавтор исследования Натаниэль Домини.

Исследование основано на анализе зубов различных видов гомининов, начиная с австралопитека афарского, и сравнительном изучении двух вымерших видов приматов.

Дополнительная информация: Luke D. Fannin et al, Behavior drives morphological change during human evolution, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ado2359. www.science.org/doi/10.1126/science.ado2359.

Источник: Dartmouth College