Cambios en la dieta homínida hace 3,5 millones de años تغيرات في النظام الغذائيّ عند أشباه الإنسان منذ حوالي 3.5 مليون عام Changes in the hominid diet 3.5 million years ago

La mayoría de nuestros parientes primates actuales comen hojas y frutas de los árboles y arbustos, mientras que nosotros somos el único primate omnívoro, es decir que puede obtener sus nutrientes a partir de muchos alimentos de diferentes orígenes. Al parecer, hasta hace uno 3,5 millones de años, nuestros antepasados homínidos que caminaban en dos patas, también tenían una dieta similar a la de los chimpancés de hoy en día. Pero fue por esos tiempos que se comienza a ver un cambio importante en la dieta.

Una serie re estudios publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, realizados por más de veinte científicos, han analizado los dientes fosilizados de los ancestros humanos y de otros primates africanos de un período que cubre desde 4 millones de años hasta hace 10 mil años.

Al estudiar los isótopos de carbono del esmalte dental, pueden saber qué tipo de dieta tuvo el dueño del diente durante su vida, y descubrieron un sorpresivo incremento en el consumo de hierbas y semillas. Este cambio ocurrió hace unos 3,5 millones de años, cuando nuestros antepasados decidieron ampliar el menú, para incluir vegetales más tropicales, como hierbas y semillas, que los animales de pastoreo habían descubierto varios millones de años antes.

Hace unos 10-6, la sabana africana comenzó a expandirse. La mayoría de los primates no cambió su dieta, pero nuestros antepasados homínidos, que caminaban en dos patas, sí lo hicieron. El bipedismo, lo que define a los homínidos, evolucionó hace unos 7 millones de años, época que coincide con un incremento de las sabanas y bosques cubiertos de hierbas.

Algunos creen que ese cambio en el ecosistema fue el que favoreció la evolución del andar en dos patas que caracteriza a nuestros antepasados, pero la gran pregunta es por qué esperaron hasta hace unos 3,5 millones de años para explotar los alimentos que aportaban los pastizales de la sabana y de los bosques abiertos.

Si bien se puede saber, gracias a los isótopos de carbono qué tipo de dieta llevaban criaturas del pasado, al analizar su esmalte dental, no es que se pueda conocer con lujo de detalles, discriminando qué tipo de pastos y semillas, o que partes de estos comían, si los tallos, las raíces, etc. Otra contra, es que los isótopos que indican la presencia de plantas en la dieta, también podrían provenir de la ingesta de insectos que comen plantas, o de carne e animales herbívoros. Incluso comer pescado deja una marca similar a la de comer hierbas.

Las evidencias más antiguas de que se comía carne provienen de hace unos 2,5 millones de años, y las de que se comía carne de forma habitual, recién entre Homo erectus, hace 1,5 millones de años. Pero al menos estos nuevos estudios aportan un importante acercamiento a la dieta de nuestros antepasados, ya que sí se puede distinguir entre diferentes tipos de plantas.

La dieta ha sido siempre vista como una fuerza importante en la evolución humana, y el notar un cambio importante en esta, podría ser una señal de cambios ecológicos y adaptativos que nos separan del último ancestro común que tenemos con los grandes simios (chimpancés, gorilas y orangutanes). La dieta también se ha vinculado a los cambios en el tamaño cerebral y a la aparición del bipedismo.

Los autores de los estudios analizaron 173 dientes de 11 especies diferentes de homininos, grupo que incluye a los humanos y su ancestros que se separaron de la rama de los grandes simios hace unos 6 millones de años.

Para conocer la dieta de esos antepasados fósiles, se toma una pequeña muestra del esmalte del diente, y el polvo se ubica en un espectrómetro de masas para conocer la cantidad de isótopos incorporados al diente mediante la dieta de su dueño mientras vivía. Son isótopos del carbono-13 y del carbono-12, que revelan si el animal comía plantas que utilizaban el tipo de fotosíntesis C3, C4 o CAM, una técnica que permite clasificar el tipo y la cantidad de plantas ingeridas.

Las C3, por ejemplo, incluyen árboles, arbustos y matorrales, con sus hojas y frutos. En esta categoría irían la mayoría de las verduras, y también granos como la alfalfa, trigo, avena, arroz y cebada. También soja.

El tipo C4 incluye plantas de la temporada cálida o de zonas tropicales, como pastos y juncos, con sus semillas, hojas, raíces y tubérculos. Se puede incluir entre estos a los papiros, caña de azúcar, sorgo, maíz, mijo, etc. Estas plants C4 eran y son muy comunes en la sabana africana.

Por último, queda el tipo CAM, que incluyen a los cactus, y plantas tropicales del estilo.

Si analizásemos la alimentación típica de un humano que vive en una ciudad industrializada, incluiría la mitad de plantas C3, incluyendo verduras, frutas, granos como el trigo, la avena, el arroz, y otra mitad de C4, que sería de maíz y carne de animales que se alimentan de plantas C4. En Europa, la dieta tiende a incluir más C3, porque los animales que consumen, suelen comer plantas C3. El C4 más alto es en América Central, por la importante dependencia que tienen del maíz.

Los primeros humanos comían insectos herbívoros y animales pastadores, como por ejemplo cebras, búfalos o ñus, eso figuraría como C4. Si comían peces que a su vez comían algas, eso se vería como que comían plantas C3, esto incluiría a animales como los antílopes o los rinocerontes, que comen plantas tipo C3. Pequeños mamíferos como los conejos u otros roedores, agregarían tanto C3 como C4, a las señales humanas.

Lo más interesante del estudio es que hace unos 4,4 millones de años, Ardipithecus ramidus, uno de los primeros en caminar en dos patas que vivía en la zona de Etiopía, comía C3, hojas y frutas. Hace 4 millones de años, otra especie, que vivía en la región de Kenia, el Australopithecus anamensis, comía C3 en sólo en un 90 por ciento, dieta similar a la de los chimpancés actuales.

Más cerca en el tiempo, hace 3,4 millones de años, en Etiopía, los Australopithecus afarensis, comían gran cantidad de plantas C4, un 22 por ciento, en promedio. Es un cambio importante en la dieta, que también incluía plantas CAM.

Es un misterio por qué afarensis cambió su dieta, expandiéndola al incluir C4 en el menú, cuando su ancestro directo, anamensis, no la incluía, a pesar de que ambos vivían en una sabana similar. Por esa misma época, en la zona de Turkana, vivía el homínido Kenyanthropus platyops que también había cambiado su dieta para incluir C4 en un 40 por ciento, en promedio.

Ya más cerca en el tiempo, 2,7 a 2,1 millones de años, en el sur de África, Australopithecus africanus y Paranthropus robustus, comían C4 en un 50 y un 30 por ciento de promedio, con individuos que llegaban al 80 por ciento.

Ya en tiempos de nuestro género humano, hace 2 a 1,7 millones de años, los primeros Homo comían un promedio de 35 por ciento de plantas C4. Su dieta seguramente era una mezcla que incluía carne e insectos que comían plantas C4. Por esos tiempos el clima africano era más seco, lo que podría haberlos llevado a comer más este tipo de plantas. Poco tiempo después, ya 1,4 millones de años atrás, Homo erectus había cambiado su dieta a 55 por ciento de C4, y recién hace unos 10 mil años, se estabiliza en un 50 por ciento entre C3 y C4.

El por qué de este cambio, todavía es una pregunta sin respuesta, ya que pasaron millones de años entre el cambio en el ecosistema de la región, y la adopción de una dieta que incluyese esas plantas C4 más comunes en la sabana.

http://www.sinapsit.com/cambios-en-la-dieta-homnida-hace-35-millones-de-aos

 

 

تأكل غالبيّة أقربائنا، في الرئيسيّات الراهنة، الأوراق والفاكهة من الأشجار، بينما نحن الرئيسيّ الوحيد متعدد المصادر الغذائيّة، أي أننا نحصل على أغذيتنا من خلال أنواع كثيرة من الأغذية مختلفة الأصول. وعلى ما يظهر، فإنّ أسلافنا من أشباه البشر، الذين مشوا على قدمين ومنذ حوالي 3.5 مليون عام، لديهم نظام غذائيّ مشابه لنظام الشمبانزي الغذائيّ بيومنا هذا. 

 

لكن، بتلك اللحظة، بدأ حصول تغيُّر هامّ فيه.

ففي سلسلة من الأبحاث المنشورة في مجلة وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم والمحققة من قبل أكثر من 20 أخصائيّ: 

 

جرى تحليل أسنان أحفورية لأسلاف بشريين وأخرى لرئيسيّأت أفريقيّة وخلال حقبة زمنية تمتد من ما قبل 4 ملايين عام وحتى ما قبل 10000 عام.

من خلال دراسة مينا الأسنان بنظائر الكاربون المشعّ، يمكنهم معرفة أيّ نمط غذائيّ قد اتبع صاحب تلك الأسنان خلال حياته، وقد اكتشفوا، بناءاً عليه، حدوث إزدياد مُفاجيء بإستهلاك الأعشاب والبذور. حصل هذا التغيُّر منذ حوالي 3.5 مليون عام؛ عندما قرّر أسلافنا توسيع قائمة وجباتهم، لتضمّ نباتات ذات طابع مداريّ، خصوصا الأعشاب والبذور والتي إكتشفتها حيوانات المراعي قبل ذاك التاريخ بملايين السنين.

فخلال الحقبة الممتدة فيما قبل 10 إلى 6 ملايين عام، بدأت السهوب الأفريقيّة بالتوسُّع.

 

 لم تغيّر غالبيّة الرئيسيّات نظامها الغذائيّ، لكن، أسلافنا أشباه الإنسان، الذين مشوا على قدمين، فقد غيروه. فالمشي على قدمين، كخصيصة ملازمة لأشباه الإنسان، قد تطورت منذ ما يقرب من 7 ملايين أعوام، وهو ما يتصادف مع النموّ الذي حصل بالسهوب والأحراش المغطاة بالأعشاب.

يرى بعض المختصين بأنّ هذا التغيُّر في النظام البيئيّ، قد أسهم بتفضيل التطوّر نحو المشي على قدمين وهو ما ميِّز أسلافنا، لكن، السؤال الأكبر، هنا: 

 

لماذا انتظروا لما قبل 3.5 مليون عام حتى يستغلوا أعشاب وأغذية السهوب والاحراش المفتوحة؟

يمكننا التوصُّل لمعرفة أيّ نمط من الأغذية، قد استهلكوا في الماضي، بفضل نظائر الكاربون المشعّة، عبر تحليل مينا أسنانها، ربما المعلومات المُحصَّلة ليست كثيرة، بحيث يمكن التمييز بين أنواع الأعشاب والبذور مثلاً، أو أيّ أجزاء من النباتات قد أكلوا، هل اكلوا الساق أو الجذور ... ؟. ومشكلة أخرى جرّاء استعمال نظائر الكاربون المشعّة، حيث تُشير النظائر لحضور النباتات في النظام الغذائيّ وذلك من خلال ابتلاع حشرات تأكل نباتات، أو من لحوم حيوانات عاشبة. كما أنّ تناول الأسماك، يترك أثراً مشابهاً لأثر تناول الأعشاب.

فالدليل الأقدم على تناول اللحوم حتى اللحظة، يعود لما قبل 2.5 مليون عام، ومن تناول اللحوم بصورة منتظمة معتادة هو الإنسان المُنتصب والذي عاش بفترة ما قبل 1.5 مليون عام. لكن، تساهم هذه الدراسات الجديدة، على الأقلّ، بالإقتراب من النظام الغذائيّ لدى أسلافنا، حيث يمكن التمييز بين أنواع مختلفة من النباتات.

نُظِرَ بشكل دائم للنظام الغذائيّ كمؤشّر هام في التطوُّر البشريّ، وعند ملاحظة حدوث تغيُّر هام كهذا، يمكن أن يشكِّل إشارة لحدوث تغيُّرات بيئيّة وتكيُّفات تفصلنا عن آخر سلف مُشترك لنا مع القرود الكبرى (الشمبانزي، الغوريللا والأورانغتون). كذلك، قد ارتبط النظام الغذائيّ بتغيرات حجم الدماغ وبظهور المشي على قدمين.

حلّل الباحثون في دراساتهم 173 سنّ، تعود لأحد عشر نوع مختلف من الإنسانيّات، والتي ينتمي لها البشر وأسلافهم؛ الذين انفصلوا عن سلالة القرود الكبرى منذ ما يقرب من 6 ملايين عام.

فلأجل معرفة النظام الغذائيّ لأولئك الأسلاف الأحفوريين، تُؤخذ عيّنات من مينا الأسنان، ويُستخدَم مطياف الكتلة لمعرفة كميّات النظائر المندمجة في الأسنان من خلال الأغذية، التي تناولها صاحب الأسنان خلال حياته. هي نظائر الكاربون – 13 والكاربون – 12، والتي تبيّن فيما لو أنّ الحيوان قد تناول نباتات قد استخدمت نوع التركيب الضوئيّ C3 C4 أو CAM، وهذه تقنية تسمح بتصنيف نوع وكمّ النباتات المأكولة.

نوع التركيب الضوئيّ C3، على سبيل المثال، يشمل أشجار، شجيرات والجنيبات، بأوراقها وثمارها. وستحضر غالبيّة الخضراوات بسياق هذا التصنيف، وكذلك، الحبوب من قبيل البرسيم، القمح، الشوفان، الرزّ والشعير، وكذلك، الصويا.

أما نوع التركيب الضوئيّ C4، فيشمل نباتات الفصل الحارّ أو المناطق المداريّة، كالحشائش والأعشاب، ببذورها، أوراقها، جذورها ودرناتها. يمكن أن ينتمي لهذا النوع نبات البردي، قصب السكّر، السورغم، الدخن،... الخ. لقد توفّرت نباتات C4 هذه في السهوب الأفريقيّة بكثرة.

أخيراً يبقى نوع التركيب CAM، والذي يشمل أنواع الصبّارات، ونباتات مداريّة من ذات النمط.

ففيما لو نقم بتحليل الغذاء التقليدي لدى إنسان، يعيش حالياً في مدينة صناعيّة، فالنصف من نباتات C3، بينها خضار، فاكهة، حبوب كالقمح والشوفان، الرزّ، والنصف الآخر من نباتات C4 ومن الذرة ولحوم الحيوانات التي تتغذّى على نباتات C4. في أوروبا، يتضمّن النظام الغذائي النوع C3 بصورة أكبر، لأنّ الحيوانات التي يستهلكوها، تتغذّى على نباتات C3 عادة. أما استهلاك نباتات C4 فهو أكبر في أمريكا الوسطى، ويكمن السبب باعتمادهم الهائل على الذرة بتغذيتهم.

أكل أوائل البشر الحشرات العاشبة وحيوانات المراعي، كحمار الوحش، الثور البرّي أو الجاموس، والتي تأكل نباتات C4. وفيما لو تناولوا الأسماك التي تتناول إشنيات نباتيّة، فهذا يعني كما لو أنهم قد تناولوا نباتات C3، ويشمل هذا حيوانات مثل الظباء أو وحيد القرن، التي تتناول نباتات نوع C3. كما أنّ ثدييات صغيرة كالأرانب وقوارض أخرى، ستُضيف C3 وكذلك C4 إلى الإشارات البشريّة.

من أكثر النقاط أهميّة في الدراسة:

 

 أنّه منذ 4.4 مليون عام، آردي كواحدة من أوائل المشاة على قدمين، والتي عاشت في أثيوبيا، قد تناولت نباتات نوع C3 من أوراق وفاكهة. وكذلك منذ 4 ملايين عام، نوع آخر قد عاش في كينيا، هو القرد الجنوبي الأنامي، قد تناول نباتات نوع C3 فيما نسبته 90% من غذائه وهو نظام غذائيّ شبيه بما لدى الشمبانزي الراهنة.

وفي وقت أبكر، منذ 3.4 مليون عام، وفي إثيوبيا، تناولت أشباه البشر القرد الجنوبي العفاري كميّات كبيرة من نباتات C4 وبنسبة 22% وسطياً من نظامها الغذائيّ. وهذا تغيُّر هام في النظام الغذائيّ، الذي احتوى كذلك على نباتات نوع CAM.

هو لغز: 

 

سبب تغيير شبه الانسان العفاري لنظامه الغذائيّ، لجهة توسيعه ليطال نوع C4، بينما سلفه المُباشر الأنامي، لم يشمله نظامه الغذائيّ، رغم أنهما عاشا في سهوب متشابهة. 

وفي تلك الحقبة ذاتها، في منطقة توركانا الكينيّة، عاش شبه الإنسان أناسي كينيا، الذي غيّر نظامه الغذائيّ ليشمل نوع C4 بما نسبته 40% وسطياً.

وفي وقت أبكر، منذ 2.7 إلى 2.1 مليون عام، وفي الجنوب الأفريقيّ، تناول شبها الإنسان القرد الجنوبي الأفريقي والأناسي النظير نوع C4 بما نسبته 50% و 30% وسطياً، وقد بلغت النسبة عند بعض الأفراد حدود 80%.

أما بأزمنة جنسنا البشريّ الهومو، منذ 2 إلى 1.7 مليون عام، فقد تناول أوائل البشر ما نسبته 35% من نباتات النوع C4. ومن المؤكّد أن نظامهم الغذائيّ قد تضمّن خليط، احتوى لحوم وحشرات قد أكلت نباتات C4. وبدا المناخ الأفريقيّ وقتها أكثر جفافاً، الأمر الذي ربما قاد لتناول هذا النوع من النباتات بشكل أكبر. وفي وقت لاحق، منذ 1.4 مليون عام، غيّر الإنسان المنتصب نظامه الغذائيّ لما نسبته 55% من النوع C4، وأما منذ 10000 عام، فقد توزعت النسبة إلى 50% لكل من C3 و C4.

أمّا سبب حصول هذا التغيُّر: 

 

فهو يبقى سؤال ينتظر الإجابة، حيث مضت ملايين السنين بين التغيُّر في النظام البيئيّ بالمنطقة وبين إعتماد نظام غذائيّ فيه نباتات نوع C4 الأكثر إنتشاراً في السهوب.